Разделы

В сети

Пользователей: 187
Из них просматривают:
Аналоги: 76. Даташиты: 64. Инструкции: 5. Новости: 6. Остальное: 7. Партнёры: 1. Производители: 5. Профиль пользователя: 4. Расчёты: 2. Теги: 1. Форум: 16.
Участников: 2
Гостей: 185

Google , Яндекс , далее...
Рекорд 2375 человек онлайн установлен 26.12.2015.

Партнёры


Партнёры

Новые объявления

В настоящее время нет объявлений.
Раздел: Измерения

Измеритель ЭПС — приставка к мультиметру

Написал MACTEP 06.08.2011 19:00:00 (Просмотров: 67753)

Не ослабевает интерес наших читателей и авторов к разработке и изготовлению устройств измерения ЭПС (ESR) оксидных конденсаторов. Предлагаемая ниже приставка к мультиметрам серии 83х продолжает эту тему. Мультиметры, далее приборы, серии 83х — очень популярны среди радиолюбителей из-за доступной цены и приемлемой точности измерений.




     На страницах журнала "Радио" неоднократно публиковались статьи по расширению возможностей этих приборов, например, [1—3]. При разработке предлагаемой приставки, так же как и в [2, 3], была поставлена задача не применять дополнительный источник питания. Схема приставки показана на рис. 1.

 

Схема измерителя ЭПС — приставки к мультиметру

Рис.1

 

 

В приборах, построенных на микросхемах АЦП ICL71x6 или их аналогах, есть внутренний стабилизированный источник напряжения 3 В с максимальным током нагрузки 3 мА [4]. С выхода этого источника подано напряжение питания на приставку через разъём "СОМ" (общий провод) и внешнее гнездо "NPNc", которое входит в состав восьмиконтактной розетки для подключения маломощных транзисторов в режиме измерения статического коэффициента передачи тока. Метод измерения ЭПС аналогичен применённому в цифровом измерителе, который описан в статье [5]. По сравнению с этим устройством предлагаемая приставка существенно отличается простотой схемы, малым числом элементов и их низкой ценой.

Основные технические характеристики
Интервал измерения ЭПС, Ом:
  при разомкнутых контактах выключателя SA1            0,1... 199,9
  при его замкнутых контактах (положение "х0,1")         0,01...19,99
Ёмкость проверяемых конденсаторов, не менее, мкФ  20
Ток потребления, мА                                                    1,5

Работа узлов приставки с подключенным конденсаторомПри работе с приставкой переключатель рода работ прибора устанавливают в положение измерения напряжения постоянного тока с пределом "200 мВ". Внешние вилки приставки "СОМ", "VΩmA", "NPNc" стыкуются с соответствующими гнёздами прибора. Временная диаграмма показана на рис. 2. Генератор, собранный на логическом элементе DD1.1 — триггере Шмитта, диоде VD1, конденсаторе С1 и резисторах R1, R2, вырабатывает последовательность положительных импульсов длительностью tr = 4 мкс с паузой 150 мкс и стабильной амплитудой около 3 В (рис. 2, а). Эти импульсы можно наблюдать осциллографом относительно общего провода гнезда "СОМ". Во время каждого импульса через проверяемый конденсатор, подключённый к гнёздам "Сх" приставки, протекает заданный резисторами R4, R5 стабильный ток, который равен 1 мА при разомкнутых контактах выключателя SA1 или 10 мА при его замкнутых контактах (положение "х0,1").

 

Рассмотрим работу узлов и элементов приставки с подключённым проверяемым конденсатором с момента появления очередного импульса длительностью tr на выходе элемента DD1.1. От инвертированного элементом DD1.2 импульса низкого уровня длительностью tr транзистор VT1 закрывается на 4 мкс. После зарядки ёмкости сток—исток закрытого транзистора VT1 напряжение на выводах проверяемого конденсатора будет зависеть практически только от тока протекающего через его ЭПС. На логическом элементе DD1.3, резисторе R3 и конденсаторе С2 собран узел задержки фронта импульса генератора на 2 мкс. За время задержки t3 ёмкость сток—исток закрытого транзистора VT1, шунтирующая испытуемый конденсатор, успевает зарядиться и практически не влияет на точность следующего после t3 процесса измерения (рис. 2,б). Из задержанного на 2 мкс и укороченного по длительности до 2 мкс импульса генератора на выходе инвертора DD1.4 формируется измepиteльный импульс длительностью tизм= 2 мкс (рис. 2,в) высокого уровня. От него открывается транзистор VT2, а запоминающий конденсатор СЗ начинает заряжаться от падения напряжения на ЭПС проверяемого конденсатора через резисторы R6, R7 и открытый транзистор VT2. По окончании измерительного импульса и импульса с выхода генератора от высокого уровня на выходе элемента DD1.2 транзистор VT1 открывается, a VT2 от низкого уровня на выходе элемента DD1.4 закрывается. Описанный процесс повторяется каждые 150 мкс, что приводит к зарядке конденсатора СЗ до падения напряжения на ЭПС проверяемого конденсатора после нескольких десятков периодов. На индикаторе прибора отображается значение эквивалентного последовательного сопротивления в омах. При положении выключателя SA1 "х0,1" показания индикатора нужно умножить на 0,1. Открытый между импульсами генератора транзистор VT1 устраняет рост напряжения (заряд) на ёмкостной составляющей проверяемого конденсатора до значений ниже минимальной чувствительности прибора, равной 0,1 мВ. Наличие входной ёмкости транзистора VT2 приводит к смещению нуля прибора. Для устранения её влияния применены резисторы R6 и R7. Подбором этих резисторов добиваются отсутствия напряжения на конденсаторе СЗ при замкнутых гнёздах "Сх" (установка нуля).

О погрешностях измерений. Во-первых, имеет место систематическая погрешность, достигающая примерно 6 % для сопротивлений, близких к максимуму в каждом интервале. Она связана с уменьшением тока тестирования, но не так важна — конденсаторы с такими ЭПС подлежат браковке. Во-вторых, существует погрешность измерения, зависящая от ёмкости конденсатора.
Объясняется это ростом напряжения во время импульса с генератора на ёмкостной составляющей конденсаторов: чем меньше ёмкость, тем быстрее её зарядка. Эту погрешность нетрудно рассчитать, зная ёмкость, ток и время зарядки: U = М/С. Так, для конденсаторов ёмкостью более 20 мкФ она не влияет на результат измерений, а вот для 2 мкФ измеренное значение будет больше реального примерно на 1,5 Ома (соответственно, 1 мкФ — 3 Ома, 10 мкФ — 0,3 Ома и т. п.).

 

 

Чертёпечатная плата измерителя ЭПСж печатной платы показан на рис. 3. Три отверстия под штыри следует просверлить так, чтобы последние входили в них с небольшим усилием.

Это облегчит процесс их пайки к контактным площадкам. Штырь "NPNc" — позолоченный от подходящего разьёма, подойдёт и кусок лужёного медного провода. Отверстие под него сверлят в подходящем месте после установки штырей "СОМ" и "VΩmA". Последние — от вышедших из строя измерительных щупов. Конденсатор СЗ желательно применить из группы ТКЕ не хуже Н10 (X7R). Транзистор IRLML6346 (VT1) можно заменить на IRLML6246, IRLML2502, IRLML6344 (в порядке ухудшения). Критерии замены — сопротивление открытого канала не более 0,06 Ом при  напряжении  затвор—исток 2,5 В, ёмкость сток—исток — не более 300...400 пФ. Но если ограничиться только интервалом 0,01...19,00 Ом (выключатель SA1 в этом случае заменяют перемычкой, резистор R5 удаляют), то максимальная ёмкость сток—исток может достигать 3000 пФ. Транзистор 2N7000 (VT2) заменим на 2N7002, 2N7002L, BS170C пороговым напряжением не более 2...2,2 В. Перед монтажом транзисторов следует проверить соответствие расположения выводов проводникам печатной платы. Гнёзда XS1, XS2 в экземпляре автора — клеммник винтовой 306-021-12.


Перед налаживанием приставку следует подключить не к мультиметру, чтобы не вывести его из строя, а к автономному источнику питания напряжением 3 В, например, к двум последовательно соединённым гальваническим элементам. Плюс этого источника временно подключают к штырю "NPNc" приставки (не подключая этот штырь к мультиметру), а минус — к её общему проводу. Измеряют потребляемый ток, который не должен превышать 3 мА, после чего автономный источник отключают. Гнёзда "Сх" временно замыкают коротким отрезком медного провода диаметром не менее 1 мм. Штыри приставки вставляют в одноимённые гнёзда прибора. Подбором резисторов R6 и R7 устанавливают нулевые показания прибора при обоих положениях выключателя SA1. Для удобства эти резисторы можно заменить одним подстроечным, а после настройки нуля впаивают резисторы R6 и R7 с суммарным сопротивлением,   равным   подстроечному.
Внешний вид приставки ЭПС
Удаляют отрезок провода, замыкающий гнёзда "Сх". К ним подключают резистор 1...2 0м при замкнутом положении SA1, затем — 10...20 Ом при разомкнутом. Сверяют показания прибора с сопротивлениями резисторов. В случае необходимости подбирают R4 и R5, добиваясь желаемой точности измерения. Внешний вид приставки показан на фото рис. 4.
Приставку можно использовать как омметр малых сопротивлений Также ею можно измерять внутреннее сопротивление малогабаритных гальванических или аккумуляторных элементов и батарей через последовательно соединённый конденсатор ёмкостью не менее 1000 мкФ, соблюдая полярность его подключения. Из полученного результата измерения необходимо вычесть ЭПС конденсатора, который должен быть измерен заранее.


ЛИТЕРАТУРА
1. Нечаев И. Приставка к мультиметру для измерения емкости конденсаторов. — Радио, 1999, №8,с.42,43.
2. Чуднов В. Приставка к мультиметру для измерения температуры. — Радио, 2003, № 1, с. 34.
3. Подушкин И. Генератор + одновибратор = три приставки к мультиметру. — Радио, 2010, № 7, с. 46, 47; № 8, с. 50—52.
4. Даташит ICL7136   /modules/datasheets/2232-icl7136
5. Бирюков С. Цифровой измеритель ESR. — Схемотехника, 2006, № 3, с. 30—32; №4, с. 36,37.

6. Печатная плата в формате lay - скачать

 

Радио, №8 2011г стр. 19-20

С. ГЛИБИН, г. Москва

8
Комментарии принадлежат их авторам. Мы не несем ответственности за их содержание.

 Измеритель ЭПС — приставка к мультиметру
Младший сотрудник
Младший сотрудник
Дата регистрации: 15.11.2009
Откуда: Украина, Харьков
Сообщений: 19
не в сети
Открыть изображение в новом окнеОшибка в названии транзистора: не IRLM6346, а IRLML6346.
Отправитель Нити

Ответы Отправитель Отправлено
 Измеритель ЭПС — приставка к мультиметру ruslsus 07.08.2011 20:20
    Измеритель ЭПС — приставка к мультиметру grom 07.08.2011 21:40
      Измеритель ЭПС — приставка к мультиметру MACTEP 07.08.2011 21:43

 Измеритель ЭПС — приставка к мультиметру
Главный Технолог
Главный Технолог
Дата регистрации: 10.01.2011
Откуда: Москва
Сообщений: 473
не в сети
Охота собрать, но микросхемки под рукой нет, а значит ради этого надо ехать в магазин. Если найду в прайсе по приемлимой цене - закажу
Отправитель Нити

Ответы Отправитель Отправлено
 Измеритель ЭПС — приставка к мультиметру grom 19.02.2012 22:21

 Измеритель ЭПС — приставка к мультиметру
Практикант
Практикант
Дата регистрации: 23.07.2012
Откуда:
Сообщений: 14
не в сети
А зачем нужны диоды VD2 и VD3 ?
Отправитель Нити

Ответы Отправитель Отправлено
 Измеритель ЭПС — приставка к мультиметру evildesign 24.07.2012 0:33
    Измеритель ЭПС — приставка к мультиметру dimas5552 24.07.2012 18:14
      Измеритель ЭПС — приставка к мультиметру T112-10 25.07.2012 1:18
 Измеритель ЭПС — приставка к мультиметру vovan-d 29.07.2012 17:26

 Измеритель ЭПС — приставка к мультиметру
Практикант
Практикант
Дата регистрации: 23.07.2012
Откуда:
Сообщений: 14
не в сети
Прочитал в другой статье (http://datagor.ru/practice/diy-tech/1 ... istavka-k-multimetru.html) что перепутана полярность подключения VT1 — перепутаны сток и исток. Только я так и не понял - сток или исток на самом деле должен идти на корпус?
Отправитель Нити

 Измеритель ЭПС — приставка к мультиметру
Практикант
Практикант
Дата регистрации: 23.07.2012
Откуда:
Сообщений: 14
не в сети
При не подключенным к входу конденсаторе напряжение на выходе около полувольта - это нормально?
Отправитель Нити

Ответы Отправитель Отправлено
 Измеритель ЭПС — приставка к мультиметру MACTEP 16.08.2012 1:01

 Измеритель ЭПС — приставка к мультиметру
Практикант
Практикант
Дата регистрации: 23.07.2012
Откуда:
Сообщений: 14
не в сети
А как насчет перепутанных местами стоков и истоков? На этой схеме они правильно нарисованы?
Отправитель Нити

Ответы Отправитель Отправлено
 Измеритель ЭПС — приставка к мультиметру MACTEP 16.08.2012 19:19
 Измеритель ЭПС — приставка к мультиметру Gruffi 18.08.2012 18:00
    Измеритель ЭПС — приставка к мультиметру jaav 21.01.2013 3:15
      Измеритель ЭПС — приставка к мультиметру T112-10 21.01.2013 3:48
        Измеритель ЭПС — приставка к мультиметру evildesign 21.01.2013 21:13
          Измеритель ЭПС — приставка к мультиметру jaav 22.01.2013 3:10
            Измеритель ЭПС — приставка к мультиметру evildesign 22.01.2013 11:18
              Измеритель ЭПС — приставка к мультиметру SSV 15.03.2013 4:45
                Измеритель ЭПС — приставка к мультиметру MACTEP 15.03.2013 19:37

 Измеритель ЭПС — приставка к мультиметру
Школьник
Школьник
Дата регистрации: 15.12.2012
Откуда: Кемерово
Сообщений: 1
не в сети
Схема заинтересовала простотой и тем, что приставка к мультиметру. Но, к сожалению, в магазине мне сказали. что таких транзисторов не бывает, МС тоже нет. В интернет-магазине их тоже не нашлось. Вопрос к автору. Может быть, можно его чем-то заменить, например. со старой материнки? Была похожая схема в журнале Радио - результат по элементам тот же. Посоветуйте - в идеале хотелось бы иметь лабораторию на базе мультиметра (приставки). Уровень знаний - чуть выше начинающего, но со стажем. Поэтому такие вопросы. Заранее спасибо.
Отправитель Нити

 Измеритель ЭПС — приставка к мультиметру
Практикант
Практикант
Дата регистрации: 29.08.2013
Откуда: Эстония
Сообщений: 13
не в сети
Схема понравилась своей простотой и весьма удобной конструкцией.
Собрав столкнулся с проблемой в обоих положениях переключателя SA1 с резисторами показывает всё чётко а вот с конденсаторами у режимов разногласия: в режиме до 20 ом на сомнительном конденсаторе (новый не паяный но вспухший 33мкф 200в) показывает 2,5 ома а в положении до 200 ом показывает 0,8 ома. В чём может быть проблема? Также в положени до 20 ом при измерении последний знак постоянно скачет в пределах 7 единиц? (конденсатор С3 1 мкф оранжевый с надписью мкт, не русский. микросхема 74hc132n)
Отправитель Нити

Ответы Отправитель Отправлено
 Измеритель ЭПС — приставка к мультиметру MACTEP 29.08.2013 20:17
    Измеритель ЭПС — приставка к мультиметру Lewe4kin 29.08.2013 21:35
      Измеритель ЭПС — приставка к мультиметру MACTEP 29.08.2013 21:55
        Измеритель ЭПС — приставка к мультиметру Lewe4kin 30.08.2013 10:53
          Измеритель ЭПС — приставка к мультиметру terio007 30.08.2013 13:12
            Измеритель ЭПС — приставка к мультиметру Lewe4kin 30.08.2013 15:46
              Измеритель ЭПС — приставка к мультиметру terio007 30.08.2013 17:44
                Измеритель ЭПС — приставка к мультиметру Lewe4kin 30.08.2013 19:20
                  Измеритель ЭПС — приставка к мультиметру terio007 30.08.2013 23:25
                    Измеритель ЭПС — приставка к мультиметру Lewe4kin 31.08.2013 2:01
                      Измеритель ЭПС — приставка к мультиметру MACTEP 31.08.2013 2:02
                        Измеритель ЭПС — приставка к мультиметру Lewe4kin 31.08.2013 4:25
                          Измеритель ЭПС — приставка к мультиметру MACTEP 31.08.2013 12:18
                            Измеритель ЭПС — приставка к мультиметру Lewe4kin 31.08.2013 22:38
                              Измеритель ЭПС — приставка к мультиметру MACTEP 31.08.2013 22:42
                                Измеритель ЭПС — приставка к мультиметру Lewe4kin 01.09.2013 15:02
                                  Измеритель ЭПС — приставка к мультиметру MACTEP 01.09.2013 15:07
                                    Измеритель ЭПС — приставка к мультиметру Lewe4kin 01.09.2013 15:55
                                      Измеритель ЭПС — приставка к мультиметру ugrukk 03.09.2013 20:39
                                        Измеритель ЭПС — приставка к мультиметру MACTEP 03.09.2013 21:19
                                          Измеритель ЭПС — приставка к мультиметру ugrukk 04.09.2013 18:08
                                            Измеритель ЭПС — приставка к мультиметру MACTEP 04.09.2013 21:31
                                              Измеритель ЭПС — приставка к мультиметру ugrukk 04.09.2013 22:26
                                                Измеритель ЭПС — приставка к мультиметру ugrukk 20.09.2013 19:14

 Измеритель ЭПС — приставка к мультиметру
Практикант
Практикант
Дата регистрации: 29.08.2013
Откуда: Эстония
Сообщений: 13
не в сети
Привет!
Это опять я, надеюсь ещё не надоел. но приставка у меня всё глючит,
конденсатор с1 понизил до 10 пикофарад, и тогда частота повысилась до 96 килогерц, во втором положении поднимается до 114 килогерц и уходит в какое то самовозбуждение- цифры начинают скакать и т.д. иногда такое происходит и в первом положении.
Что с моей платой не так, никак не пойму?
Отправитель Нити

Ответы Отправитель Отправлено
 Измеритель ЭПС — приставка к мультиметру ugrukk 26.09.2013 20:27

 Измеритель ЭПС — приставка к мультиметру
Практикант
Практикант
Дата регистрации: 29.08.2013
Откуда: Эстония
Сообщений: 13
не в сети
Я вот тут о чём подумал!
Единственное отличие моей сборки от ваших, заключается в использованных резисторах!
Может ли проблема быть в том что мощность некоторых резисторов не одинакова или слишком большая? На фотографиях этого прибора резисторы у всех очень маленькие а у меня большие и неодинаковые.
Может и глупость но всё же?
Отправитель Нити

Ответы Отправитель Отправлено
 Измеритель ЭПС — приставка к мультиметру evildesign 06.11.2013 10:48
    Измеритель ЭПС — приставка к мультиметру ugrukk 02.12.2013 17:37

 Измеритель ЭПС — приставка к мультиметру
Практикант
Практикант
Дата регистрации: 29.08.2013
Откуда: Эстония
Сообщений: 13
не в сети
Прошло много времени но не даёт мне этот девайс покоя. Периодически просматривая эту статью я всё искал свою ошибку и вот кажется сегодня я нашёл причину своих мучений.
В статье написано что импульс повторяется каждые 150 мкс что соответствует частоте 6,66 кгц (1/0,00015=6666,6гц=6,66кгц) значит изначально частоту мультиметр мне давал верную и поднимать её не было необходимости, так как генератор работал верно и я искал неисправность совсем не там где надо.
Пожалуйста подтвердите или опровергните моё предположение.
Отправитель Нити

Ответы Отправитель Отправлено
 Измеритель ЭПС — приставка к мультиметру evildesign 30.08.2014 8:44
    Измеритель ЭПС — приставка к мультиметру AKA 14.01.2015 8:47
      Измеритель ЭПС — приставка к мультиметру terio007 14.01.2015 18:21
        Измеритель ЭПС — приставка к мультиметру grom 25.05.2020 16:13
          Измеритель ЭПС — приставка к мультиметру proger 25.05.2020 17:21
          Измеритель ЭПС — приставка к мультиметру MACTEP 25.05.2020 17:45
            Измеритель ЭПС — приставка к мультиметру grom 25.05.2020 20:07
              Измеритель ЭПС — приставка к мультиметру evildesign 25.05.2020 20:37

Разное

Интересно

Семь раз отмерь, один раз отрежь. И не перепутай!

Похожие статьи