Измеритель C и ESR

Взято отсюда -  pro-radio.ru

Давно хотел сделать устройство для проверки электролитов, которое бы наряду с ESR измеряло и емкость. Все, что попадалось в и-нете на эту тему, чем-нибудь да не устраивало.

Опробовав некоторые идеи, остановился на варианте определения
ESR путем измерения величины падения напряжения (ступеньки)
при ОТКЛЮЧЕНИИ конденсатора от источника тока.
Емкость определяется традиционным способом -
измерение времени заряда стабильным током (10 мА)
То , что получилось в результате - см. на фото.

Пределы измерения:
емкость 1-150 000 мкФ
ESR до 10 Ом

Вот еще фотография, самый большой конденсатор, который у меня был

 Все самое обычное и доступное - MPLAB IDE + клон ICD2.
Отлаживал вживую (только задержки проверял в симуляторе),
вот как это было в стадии макетки.

Насколько точно измерение ESR и Емкости.

Естесственно, данный прибор нельзя отнести к классу образцовых.
Калибровку ESR делал по сопротивлениям 1%, потом проверял по результатам измерения:
- просто конденсатор
- то же конденсатор + резистор
Измеренное ESR во втором случае увеличивается на величину добавленного сопротивления достаточно точно,
кроме конденсаторов небольшой емкости.
Если взять неэлектролит. конденсатор с заведомо низким ESR, конкретно К73 2.2.мкФ+ последовательно резистор 1 Ом - ESR будет порядка 0.75 Ом (т.е. ошибка 0.25 Ом), для С=1.5 - ошибка увеличится до 0.5 Ом (цифры пишу по памяти, могу немного ош[цензура]ся), на 1 мкФ будет уже около ома.
Так что эту систематическую погрешность надо учитывать при измерениях конденсаторов < 2...5 мкФ
Далее, АЦП в контроллере 10 разрядов, 1024 отсчета. При выбранных к-тах усиления измерительных усилителей (к1=330 и к10=33) на 1 Ом приходится 680 единиц АЦП. Поэтому отображаемый на индикаторе последний разряд (единицы миллиом) не совсем полновесный.

Про измерение емкости -
при выбранном зарядном токе, тактовой частоте 20МГц на 1 мкФ приходится 15 отсчетов таймера. Т.е. в начале шкалы можно говорить о погрешности ~10% . На 100 мкФ "прыгает" третья цифра +/-1. Посему я и оставил при выводе емкости 3 значащих цифры, остальные выводятся нули.
Есть еще один подводный камень при измерении больших емкостей с ESR>3 Ом, но это как правило неисправные конденсаторы и точность здесь не нужна.

К примеру - щупами Да по неполностью разряженной емкости сетевого фильтра импульсного БП???
Защита схемы традиционна - два диода встречно-параллельно и неэффективна.
Лучше эту задачу решить механически - с помощью специальных щупов, которые в обычном состоянии замкнуты между собой через сопротивление порядка 5 Ом (чтобы сваркой на плате на заниматься ), а при нажатии на щуп эта цепь размыкалась. Это будет надежнее.

Позволяет ли проводить измерение БЕЗ демонтажа
Именно для этого этот прибор и задумывался. После прогрева электролиты часто восстанавливают ESR - самолично убедился в этом факте.
Напряжение на тестируемом элементе - 100 мВ = 10мА * 10 Ом.

Настройка.
Первое включение - проверяем наличие +5V после 78L05 и
-5V (4.7V) на выходе DA4.
Подбором R31 добиваемся нормальной контрастности на индикаторе.

Немного про кнопки:
Включение прибора при нажатой кнопке Set переводит его в
режим установки корректирующих коэффициентов. Их всего
три - для каналов 1 Ом, 10 Ом и для емкости. Изменение
коэффициентов кнопками + и -, запись в EEPROM и перебор -
той же кнопкой Set.

Имеется так же отладочный режим - в этом режиме на
индикатор выводятся измеренные значения без обработки -
для емкости - состояние таймера (примерно 15 отсчетов на 1 мкФ)
и оба канала измерения ESR (1 шаг АЦП=5V/1024).
Переход в отладочный режим - при нажатой кнопке "+"

И еще один момент - установка нуля.
Для этого замыкаем вход, нажимаем и удерживаем кнопку "+"
и с помощью R4 добиваемся минимальных показаний (но не нулевых!)
одновременно по обоим каналам. Не отпуская кнопку "+", нажимаем
Set - на индикатор выведется сообщение о сохранении U0 в EEPROM.

Далее измеряем образцовые сопротивления 1 Ом (или меньше), 10 Ом
и емкость (которой доверяете) , определяем поправочные коэффициенты.
Прибор выключаем, включаем при нажатой кнопке Set и устанавливаем
к-ты соответственно результатам измерений.