Измерение и измерители ESR

Я понимаю, что "полное" ESR представляет из себя вот эту последнюю фразу:
В области резонанса к диэлектрическим потерям добавляются потери на электродах.

В неё входят как потери в диэлектрике, так и в электродах и оно является "максимально" минимальным значением для конкретного конденсатора на резонансной частоте и, действительно, очень похожа на тангенс потерь, а если учесть, что ЕПС и тангенс связаны между собой вот такой формулой, то никаких серьёзных противоречий я не вижу ...

Кстати, вот ещё одна статья на эту тему - http://tel-spb.ru/esr.html

Реклама

bob1

rl55 писал(а):каждый понимает ее на свой вкус.

В моем понимании это черная пунктирная линия.

По ней измеряют измерители RLC (импеданса) величину как Rs. Отношение Rs к реактивному сопротивлению и даст нам тангенс угла.
з.ы. Все это верно конечно для представленной модели конденсатора на рис. 3. из статьи.

Реклама

rl55

Borodach, это упрощенная формула - она справедлива только для последавательно соединенных С и R, где R и является сопротивлением всех материалов в последовательной цепи.
А где отражены потери в диэлектрике и параллельном сопротивлении утечки?

В графике из предыдущего поста ...

На самом деле она меня устраивает в этом упрощённом виде и, как видно по графику, не очень далеко уходит в сторону от резонанса.

Реклама

rl55

Да меня тоже устраивает. Тут сам факт, что же считать ESR? Для меня вполне хватает понятия сопротивление всех материалов в последовательной цепи конденсатора на определенной частоте. Но оно не отражает всех потерь, не буду их перечислять. А они тоже вызывают нагрев.
И, на мой взгляд, большинство приборов не учитывают эти дополнительные потери.

Подумайте не спеша. Я ведь не просто так ляпнул, задумывался до этого.
Может где-то ошибаюсь, но пока, вроде, не вижу.

Вот вам для размышления. Имеем идеальный конденсатор. Он имеет нулевое сопротивление всех входящих в него материалов. Измеряем его ESR прибором типа "омметр переменного тока". Он покажет практически 0.
Подключаем к нему параллельно резистор, т.е. искусственно вводим потери, измеряем - стрелка на нуле и останется.
А вот если мы померяем тангенс угла потерь (потери ведь есть) и по нему вычислим ESR, то он увеличится.
Т.е., метод измерения даст разные результаты.

Реклама

Надо подумать ...

А пока ещё пара статей, не знаю были уже или нет ...
http://www.electronics.ru/files/article ... 93_761.pdf
http://tel-spb.ru/esr.html

Реклама

zöner

Callegaro L.Electrical impedance.Principles,measurement,and applications.2013
Agilent Impedance Measurement Handbook

TIGR

Borodach
Один из самых точных способов измерения именно ESR-преобразование сопротивления в напряжение
Цитата
-Достаточно просто определить ESR,если через конденсатор пропускать ток прямоугольной формы(меандр).В этом случае форма падения напряжения на конденсаторе соответствует приведенной на диаграмме Сx на рис.2
http://img.radiokot.ru/files/58840/7xyhxe7e5.JPG
Наклон почти горизонтальных участков определяется емкостью испытуемого конденсатора,а высота вертикальных перепадов диаграммы соответствует ESR.Если наклон горизонтальных участков невелик,двухполупериодное выпрямление падения напряжения на конденсаторе может дать результат,пропорциональный ESR,но он будет искажен за счет выбросов на ИНДУКТИВНОСТИ конденсатора и соединительных проводов,они для простоты на рис.2 не показаны.При достаточно большой емкости конденсатора форма падения напряжения -меандр,если же последовательное сопротивление намного меньше емкостной составляющей,это падение преобретает треугольную форму,состоящую только из наклонных участков.В последнем случае обычное двухполупериодное выпрямление недопустимо,поскольку даст совершенно неверный результат.Синхронное выпрямление,при котором в качестве опорного напряжения используется исходная форма тока(меандр),не поможет избежать искажений результата,связанных с индуктивностями конденсатора и соединительных проводов.
Выходом может бытьсинхронное выпрямление,при котором в качестве опорного напряжения используются относительно короткие импульсы,соответствующие середине наклонных участков (четвертая и пятая диаграммы на рис.2)
К началу этих импульсов звон на паразитных индуктивностях заканчивается,и их влияние на результат исчезает.
Я.Малов Цифровой измеритель ESR с повышенной разрешающей способностью 0,0001Ом

zöner

Достаточно просто определить ESR,если через конденсатор пропускать ток прямоугольной формы

лучше все-же синус, как делают в большинстве измерителей полного сопротивления

TIGR

А еще лучше запастись терпением,собрать несколько разных,отшлифовать,поработать,потестить-потом делать выводы.

rl55

Тигр, хоть бы вник в суть дискуссии, а потом бы советовал. Можно подумать, что этот способ никто не знает.
И будет он измерять физическое сопротивление последовательной цепи конденсатора. О чем я и толкую из сообщения в сообщение.

Вот погуглил немного и нашел, на мой взгляд, наиболее связанную с тангенсом угла потерь формулировку http://tel-spb.ru/esr_t.html[quote]В связи с этим для расчётов принято понятие последовательного эквивалентного сопротивления ESR, в котором диэлектрические потери суммируются с активным сопротивлением обкладок, соединений и выводов.[/quote]Но, повторяю, не все приборы способны измерить это суммарное сопротивление.

А вот о диэлектрических потерях, кому интересно будет http://ftemk.mpei.ac.ru/foetm/files/foe ... ext131.htm
Там много страниц.

Меандр с синхронником есть у Бирюкова, но хочется проще ...

esr-тестер на avr - интересное обсуждение на мониторе

TIGR

Сравнивать два прибора более информативно на плохих конденсаторах
Peak60 и IET5000
http://www.pa4tim.nl/wp-content/uploads ... pstest.png

rl55

Borodach, даже из дискуссии (по вашей последней ссылке) можно понять, у участников нет единого определения термина ESR. Так с чем же сравнивать показания сделанных приборов? Какой брать за образцовый?
Один предлагает на частоте собственного резонанса. Но она может быть очень большой и не отражать ESR на рабочей частоте.
Другой предлагает сравнивать с немецким прибором. А на каком основании считать его образцовым?
Так вот я и вижу единственно правильный выход - измерять тангенс угла потерь (т.к. он имеет однозначное определение), по нему представить все потери в виде суммарного последовательного сопротивления Rs и его сравнивать уже с показаниями изготовленного прибора.
Конечно же, тангенс надо измерять непосредственно на нужных частотах. Какими приборами я не знаю - рассуждаю чисто теоретически, для понимания сути.
А то так и будем постоянно гадать - какой прибор измеряет правильно...

А, поэтому, сделать простой пробник и не заморачиваться...
А то делают сложнейшие схемы, не подозревая об их некорректности по самому способу измерения.

TIGR

bob1
Здесь немного о рекламном трюке на 200кГц(LCR40)
http://www.pa4tim.nl/?p=3331

bob1

Уважаемый Тигр. Будьте так любезны не обращаться напрямую больше ко мне!!!
По LCR45 я высказал свою точку зрения. Если у вас есть своя, то выкладывайте.....приведите аргументы.
По вашей ссылке не нашел не LCR40, не LCR45. Выдавливать кусочки информации и заниматься разгадываем ваших загадок уже достало. Одна из них (5 нулей после запятой) до сих пор не раскрыта

.

TIGR

Взаимно.У меня и так со временем туго.Тем более ваши посты для меня не представляют нималейшего практического интереса

bob1

rl55 писал(а): Имеем идеальный конденсатор. Он имеет нулевое сопротивление всех входящих в него материалов. Измеряем его ESR прибором типа "омметр переменного тока". Он покажет практически 0.
Подключаем к нему параллельно резистор, т.е. искусственно вводим потери, измеряем - стрелка на нуле и останется.

Нуль не будет. Мы же измеряем на переменном токе. У конденсатора есть емкостное сопротивление. Прибор его тоже измеряет и потом уже разделает на активную и реактивную составляющие!!! Конденсатор представлен в виде параллельных Rp+Cp. Представляем ее в последовательную, пересчитываем и получаем Rs+Cs. Прибор покажет Rs.

rl55

bob1 писал(а):Нуль не будет. Мы же измеряем на переменном токе.

Зависит от емкости и частоты. Но не это важно, вы не уловили главное.
Пусть стрелка немного не доходит до нуля. При подключении параллельно резистора общее сопротивление покажет еще меньше. Вполне логично для для параллельной схемы.
Но мы же хотим измерять ESR - последовательное сопротивление всех потерь и параллельных в том числе, а не только физических последовательных. Вот потери в диэлектрике, как мне кажется, относятся к параллельным потерям и пересчитываются в последовательном представлении.
Тангенс угла потерь не конкретизирует, какого характера потери - есть сдвиг фаз, значит есть потери. Тангенс угла и измеряется приборами, как универсальная характеристика потерь. А на его основании можно схему замещения представить либо последовательной , либо параллельной, на свой вкус... Но, опять же, это справедливо только на одной частоте.

bob1 писал(а):Прибор его тоже измеряет и потом уже разделает на активную и реактивную составляющие!!!

Это если прибор может это делать. Я же говорил о простом стрелочном приборе типа "омметр на переменном токе" и показания его будут адекватны физическому последовательному сопротивлению, а не нами пересчитанного параллельного в последовательное. Кстати, и емкость тоже пересчитывать при этом надо.

Простой прибор я приводил для иллюстрации. Но так же будет реагировать на описанную ситуацию и сложный прибор, основанный на этом принципе:
http://img.radiokot.ru/files/58840/7xyhxe7e5.JPG
http://www.cqham.ru/ESR.htm