0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Приборы для проверки конденсаторов

Приборы для проверки конденсаторов

Схема № 1

Часто в руки радиолюбителей попадают электролитические конденсаторы, качество которых вызывает сомнение. Дело в том, что с течением времени электролит в них высыхает и их емкость падает. Иногда почти до нуля. Устанавливать такие конденсаторы в схему, конечно, нельзя. Но как их проверить? Как узнать, годится этот конденсатор или нет? Приборы, предназначенные для измерения емкости электролитических конденсаторов, сложны и дороги. В любительских условиях вполне можно обойтись простейшим прибором, описание которого приведено в этой статье. Он позволяет проверить работоспособность конденсаторов, в том числе и электролитических, с рабочим напряжением более 4,5 В и емкостью от 0,5 до 1000 мкФ. Таким образом можно определить пробой в конденсаторе, наличие большой утечки и ориентировочно оценить даже его емкость.

Конечно, точность определения емкости невелика, но вполне достаточна, чтобы ответить, можно или нельзя устанавливать данный конденсатор в схему.

Принципиальная схема прибора приведена на рисунке 1.

Как видно из схемы, прибор представляет собой несимметричный мультивибратор, собранный на транзисторах разной проводимости.

Принцип действия прибора основан на том, что его частота зависит от величины емкости параллельно включенных конденсаторов С1 и Сх. Индикатором колебаний служит лампа накаливания H1. Питается прибор от батареи Б1.

При включении питания оба транзистора открываются. Вспыхивает лампочка, и через резистор R1 начинает заряжаться конденсатор С1. Ток заряда проходит по цепи база-эмиттер V1, открывая его. когда конденсатор зарядится, ток заряда, открывавший транзистор V1, падает до нуля. Транзисторы закрываются. Лампочка гаснет. В таком состоянии схема будет находится до тех пор, пока конденсатор С1 не разрядится через резисторы R2, R3. Затем этот процесс повторится сначала.

При подключении параллельно С1 проверяемого конденсатора их общая емкость увеличивается и время разряда станет больше. Лампочка начнет мигать реже. Если емкость подключаемого конденсатора мала, то это изменение будет незначительным. А при подключении конденсатора емкостью в 1000 мкФ лампочка будет вспыхивать примерно через двадцать секунд. Если конденсатор пробит или имеет большой ток утечки, то лампочка будет гореть непрерывно.

Транзистор V1 — КТ315 или другой аналогичный структуры n-p-n. Только надо отбирать экземпляры с Jко не более 1 мкА и коэффициентом усиления не менее 50.
Транзистор V2 — МП39 или другой аналогичный структуры p-n-p c коэффициентом усиления не менее 50.

Конденсатор С1 бумажный или керамический любого типа. Резисторы тоже любого типа.

Лампочка Н1 — обычная, от карманного фонаря, напряжением 2,5 В и током 0,15 А. Использовать лампочки с большим током и напряжением нельзя.

НАЛАЖИВАНИЕ ПРИБОРА начинайте с установки максимального значения величины резистора R3, поставив его движок в нижнее (по схеме) положение. Для начала поставьте резистор R1 величиной 680 Ом. Включив питание, проверьте работу мультивибратора. Если он работает, то лампочка должна мигать. В противном случае увеличьте величину резистора R2. Добившись работы мультивибратора, подберите величину R1. Она может быть выбрана в пределах 680 Ом -4,7 кОм. При больших величинах лампочка горит дольше, но мультивибратор работает менее устойчиво. Поэтому надо установить такую величину резистора R1, при которой генератор устойчиво работает и лампочка достаточно ярко светит на максимальной частоте. Эту частоту устанавливают резистором R3. В смонтированном образце она равна примерно 10 Гц.

Мигающая лампочка служит хорошим индикатором включения прибора. Подключение проверяемого конденсатора уменьшает частоту мигания лампочки. Для опытного глаза изменение частоты заметно уже при подключении конденсатора в 0,05 мкФ. Подключение пробитого конденсатора или конденсатора с большой утечкой вызывает непрерывное свечение лампочки. Лампочка довольно долго горит при подключении конденсаторов большой емкости — 100 — 1000 мкФ. Поэтому, чтобы воспользоваться прибором, надо предварительно потренироваться, подключая к прибору заведомо исправные конденсаторы в 5, 10, 20, 50 и более микрофарад. Прибором, несомненно, можно проверять и неэлектролитические конденсаторы.

Читать еще:  Как продлить работу аккумулятора ноутбука

В заключение хотелось бы заметить, что давно не работавшие электролитические конденсаторы с большой утечкой следует на некоторое время подключить к источнику постоянного тока с напряжением, равным рабочему напряжению конденсатора. После непродолжительной работы в таком режиме ток утечки заметно понизится, и конденсатор вновь может быть использован.

Схема № 2 Измеритель ESR электролитических конденсаторов

Илья Липавский. © 2003
НАЗНАЧЕНИЕ

Устройство позволяет измерять ESR электролитических конденсаторов с индикацией измеряемой величины на линейной шкале стрелочного прибора или на индикаторе цифрового мультиметра.

КОНСТРУКЦИЯ

Схема устройства собрана на четырёх ОУ. На ОР 1 собран генератор частотой 120 кГц. Напряжение с этого генератора подаётся на инвертирующий усилитель на ОР 2, в цепь обратной связи которого включается тестируемый конденсатор. Так как величина коэффициента усиления инвертирующего усилителя на ОУ прямо пропорциональна величине сопротивления резистора в цепи ООС, то его выходное напряжение будет прямо пропорционально измеряемой величине. Далее следует нормирующий усилитель ОР 3. Меняя его коэффициент усиления, переключая резистор обратной связи, получаем возможность легко изменять диапазон измерения. Далее, следует линейный вольтметр на ОР 4. Если вместо микроамперметра включить резистор, величиной в несколько килоом, то напряжение на нём можно измерять цифровым мультиметром. Например, на FLUKE есть oчень удобный поддиапазон — 300 мВ.

Рис. 2 Принципиальная схема измерителя ESR электролитических конденсаторов

Схема устройства предоставлена на Рис.2, и имеет два предела измерения 1 Ом и 5 Ом. Но их может быть сколько угодно. Включив вместо резистора R9,например, 9 кОм, получим предел 10 Ом.

Вообще, как мне представляется, применение данного прибора для целей выявления неисправных конденсаторов при ремонтах РЭА ничем не лучше, чем применение устройства для измерения ESR на трансформаторе. Но, когда интересует точное значение ESR, при подборе конденсаторов, например, тогда его применение целесообразно.

Следует учитывать, что наличие даже очень маленькой индуктивности (ферритовой бусинки, например, надетой на провод) вызывает заметное (на пределе 1 Ом — более половины шкалы) отклонение стрелки. Так можно легко различать проволочные и плёночные резисторы, например, если по внешнему виду определить затруднительно.

Следует остановиться на конструкции щупов. Наилучшие результаты показали витые щупы из четырёх проводов, диаметром в изоляции, около одного миллиметра. Два провода свиваются между собой, а потом две косички свиваются между собой. При длине 40 см, вносимая погрешность — около 0.2 Ома. Такой же косичкой из четырёх проводов, только короткой, производится подключение к клеммам на корпусе прибора. В качестве клемм удобно использовать колодки для подключения звуковых колонок.

Номиналы деталей, за исключением номиналов резисторов R7, R8 и R9, определяющих границы диапазонов,не критичны. Питание устройства от 12 дисковых аккумуляторов, ёмкостью 0.28 А-Ч.

НАСТРОЙКА

Настройка производится так. Вставляем в колодку известное сопротивление, например, 3 Ома. Вращая триммер R11 устанавливаем стрелку на 30 (если 50-и микроамперная головка). И всё. Испытания устройства на конденсаторах ёмкостью 820-4700 мкФ производителей SXE, SAMHWA, KELNA, LXY и других, с величиной ESR менее 0.1 Ома, подтвердили его достаточно высокую эффективность.

Всего хорошего, пишите to Elremont © 2005

Описание прибора

Прибор, который можно собрать из набора, работает на принципе тестирования конденсатора переменным током фиксированной величины. В этом случае падение напряжения на конденсаторе прямо пропорционально модулю его комплексного сопротивления. Такой прибор реагирует не только на увеличенное внутреннее сопротивление, но и на потерю конденсатором емкости. Функционально прибор состоит из трех основных узлов: генератора прямоугольных импульсов, прецизионного преобразователя переменного напряжения в постоянное напряжение и блока индикации <Рис. 3).

Читать еще:  Нужно ли выключать Вай-Фай на ночь

Генератор прямоугольных импульсов выполнен на логической интегральной схеме DA1. состоящей из шести логических элементов НЕ. Преобразователь переменного напряжения в постоянное напряжение выполнен на специализированной интегральной микросхеме DA2. Микросхема имеет широкий диапазон линейного преобразования переменного в постоянное напряжение (40 дБ). Блок индикации выполнен на микросхеме специализированного усилителя индикации DA3. В приборе использован аналоговый индикатор на 10 светодиодах с логарифмической шкалой. Шкала измерителя нелинейная. Она сжата в области больших сопротивлений и растянута в области малых сопротивлений. Такая шкала удобна для считывания показаний и обеспечивает наглядный отсчет в широком диапазоне измерений. Для дополнительного расширения диапазона измерений в прибор введен переключатель диапазонов.

Другая особенность прибора — это использование четырехпроводной схемы подключения измерительных щупов. При такой схеме к измеряемому конденсатору двумя проводами подводится сигнал от генератора, а двумя другими проводами к тому же конденсатору подключается измерительная цепь. Между собой эти две пары проводов соединяются только на конденсаторе. При такой схеме подключения сопротивление соединительных проводов не влияет на результаты изменений, что позволило надежно регистрировать сопротивления порядка 0,05 Ом.

Основные технические характеристики прибора демонстрируют возможности его применения.

Технические характеристики

Напряжение питания [В]. 6 (4 элемента AAA)

Ток потребления, не более [мА]. 100

Щиапазон измерения малых сопротивлений [Ом]. 0.1—3

Диапазон измерения больших сопротивлений [Ом]. 1.0—30

Индикация. 10 светодиодов

Формат индикации. «светящийся столб»/«бегущая точка»

Габаритные размеры корпуса [мм]. 120x70x20

Приборы для измерения

Для измерения параметров конденсаторов используются как специализированные приборы, так и общего применения. Измерители ёмкости по своему типу разделяют на два вида: цифровые и аналоговые. Специализированные устройства могут измерить ёмкость элемента и внутреннее его сопротивление. Простым тестером обычно диагностируется только пробой диэлектрика или большая утечка. Кроме этого, если тестер многофункциональный (мультиметр), то им можно измерить и ёмкость, но обычно предел его измерения невысокий.

Таким образом, в качестве прибора для проверки конденсаторов можно использовать:

  • ESR или RLC-метр;
  • мультиметр;
  • тестер.

При этом диагностику элемента прибором, относящемся к первому типу, можно проводить без выпаивания из схемы. Если же используется второй или третий тип, то элемент или хотя бы один из его выводов необходимо от неё отсоединить.

Использование ESR-метра

Измерение параметра ESR очень важно при исследовании конденсатора на работоспособность. Дело в том, что почти вся современная техника является импульсной, использующей в своей работе высокие частоты. Если эквивалентное сопротивление конденсатора велико, то на нём происходит выделение мощности, а это вызывает нагрев радиоэлемента, приводящий к его деградации.

Конструктивно специализированный измеритель представляет собой корпус с жидкокристаллическим экраном. В качестве его источника питания используется батарейка типа КРОНА. В приборе предусмотрено два разъёма разного цвета, к которым подключаются щупы. Красного цвета щуп считается положительным, а чёрного — отрицательным. Это сделано для того, чтобы можно было правильно проводить измерения полярных конденсаторов.

Перед измерением ESR сопротивления радиодеталь необходимо разрядить, иначе возможен выход прибора из строя. Для этого выводы конденсатора замыкаются сопротивлением порядка одного килоома на короткое время.

Непосредственно измерение происходит путём соединения выводов радиодетали со щупами прибора. В случае электролитического конденсатора необходимо соблюдать полярность, то есть соединять плюс с плюсом, а минус с минусом. После этого прибор включается, и через некоторое время на его экране появляются результаты измерения сопротивления и ёмкость элемента.

Читать еще:  Как отличить оригинал JBL Charge от подделки

Следует отметить, что основная масса таких приборов изготавливается в Китае. В основе их действия лежит использование микроконтроллера, работой которого управляет программа. При измерении контроллер сравнивает сигнал, прошедший через радиоэлемент, с внутренним и на основании различий по сложному алгоритму выдаёт данные. Поэтому точность измерения таких приборов зависит в основном от качества комплектующих, используемых при их изготовлении.

При измерении ёмкости можно также воспользоваться измерителем иммитанса. По своему виду он похож на ESR-метр, но может дополнительно измерять индуктивность. Принцип его действия основан на прохождении тестового сигнала через измеряемый элемент и анализе полученных данных.

Проверка мультиметром

Мультиметром можно измерить почти все основные параметры, но точность этих результатов будет ниже, чем при использовании ESR-прибора. Измерение с помощью мультиметра можно представить следующим образом:

  1. Для увеличения точности результата конденсатор выпаивается из схемы.
  2. Мультиметр переключается на режим измерения ёмкости. На панели прибора этот режим изображается символом –|(– или Cx.
  3. Выбирается наиболее подходящий диапазон значения. Если при этом возникают трудности, устанавливается максимально возможное значение.
  4. Штекеры измерительного провода подключаются к разъёмам COM и VΩmA.
  5. Щупами дотрагиваются до ножек конденсатора. В случае необходимости соблюдают полярность.
  6. Мультиметр выдаст сигнал на элемент, измерит на нём напряжение и автоматически рассчитает ёмкость.

Если тестер выведет на экран значение OL или Overload, то это означает, что ёмкость слишком высока для измерения мультиметром или конденсатор пробит. Когда перед полученным результатом впереди будет стоять несколько нулей, предел измерения необходимо понизить.

Применение тестера

Если под рукой не окажется мультиметра, способного измерить ёмкость, то можно провести измерения подручными средствами. Для этого понадобятся резистор, блок питания с постоянным уровнем выходного сигнала и устройство, измеряющее напряжение. Методику измерения лучше рассмотреть на конкретном примере.

Пусть будет конденсатор, ёмкость которого неизвестна. Чтобы её узнать, понадобится выполнить следующие действия:

  1. С помощью тестера измеряется напряжение источника питания. Например, эта величина составила 9 вольт.
  2. Резистор 1 кОм последовательно соединяется с измеряемым конденсатором, образуя RC-цепочку.
  3. Конденсатор закорачивается, а RC-цепочка подключается к источнику питания.
  4. С помощью мультиметра замеряется напряжение цепи. Допустим, оно не изменилось и осталось равным девяти вольтам.
  5. Вычисляется значение, составляющее 95% от этого напряжения. Для нашего случая это значение равно 8,55 В.
  6. На следующем этапе включается секундомер, и одновременно убирается закоротка с конденсатора.
  7. Как только тестер покажет напряжение 8,55 В, секундомер останавливается. Пусть это время составит 60 секунд.
  8. Используя формулу 3*t = 3*R*C, нужно вычислить ёмкость. Для рассматриваемого примера она составит: C = (60/3)/1000 = 0,02 Ф или 20 000 мкФ.

Такой алгоритм измерения нельзя назвать точным, но общее представление о ёмкости радиоэлемента он вполне способен дать.

Снижение напряжения пробоя конденсатора

Снижение максимально возможного напряжения – это так называемый обратимый пробой. Его не определить тестером. Но в схеме при работе при номинально допустимом значении напряжения элемент ведёт себя как пробитый. При этом он будет измеряться тестером как рабочий.

Определить можно постепенной подачей напряжения от отдельного источника питания до величины, указанной на корпусе. У неисправного конденсатора пробой будет происходить раньше этой величины. Электролит закипит, и корпус начнёт греться.

Внимание! Если на маркировке стоит значение «60V», то при плавной подаче напряжения на выводы от нуля до 50V элемент должен вести себя нормально. Пробоя быть не должно.

Измерение ёмкости конденсаторов с помощью измерительных приборов заводского изготовления или самодельных устройств позволяет производить ремонт и наладку электронных схем. Выявление неисправного конденсатора путём измерения его физических ёмкостных значений сохранит работоспособность электронного устройства и снизит время, затраченное на ремонт.

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector