Измерение и измерители ESR

[MCA10564]

Покажешь, что сделал ...?

Многое было выложена на других форумах.

[oleg63m]

Многое было выложена на других форумах.

это точно, на форумах много чего "наложено"

[Borodach]

Покажешь, что сделал ...?

Многое было выложена на других форумах.

Ну а зачем тогда здесь писать ...?

[Yuriy_King]

Разрешите продолжить тему по существу.
Представляю доработку схемы с выходом на цифровой индикатор, работающую в трех частотных диапазонах 1кГ, 10кГц, 100кГц.

[
Показания при закороченных клеммах 0.006 Ом, показания резистора 0.102 Ом - 0.108 Ом, резистора 1.023 Ом соответственно 0.988 это на 100кГц, последний на 1 кГц показывает 1.024 Ом .... На емкостях с малыми ESR показывает ESR=0.012 Ом, ESR = 0.009 Ом.
Если интересно, отвечу на вопросы.

[Borodach]

Схема работает на меандре, поэтому тысячные показания после запятой как-то "смущают" ...

Покажите фото своих измерений на самых малых пределах.

[Yuriy_King]

Извините за качество снимков, сложно сделать снимок с индикаторов ИВ-3. В качестве измерителя используется старинная самоделка для измерения LC с точностью 0.01 pF и 0,001 мкГн. Прибор собран на микросхемах 176 серии, в качестве преобразователя напряжения в частоту используется 1108ПП1 (Не смейтесь мне под 70 и 25 лет назад ничего лучшего не было).
На первом снимке все измеряемые конденсаторы и "эталонные" резисторы номиналом 0.01 Ом.

[oleg63m]

прибор с тройным преобразованием

[Yuriy_King]

прибор с тройным преобразованием

В качестве измерителя подойдет любой цифровой вольтметр с пределом измерения 2 вольта.

[Borodach]

Печатка есть ?

[Yuriy_King]

Печатки нет. При моем методе монтажа деталей и отладке прямо на монтажной плате, печатка не выдерживает многократных перепаек.
вот снимки последней доработки,



Это и есть собственно измеритель ESR. Кварцевый генератор и декадные делители и переключатель SW1 использовались от старой самоделки. Тонкость такого монтажа - "общая земля" - отсутствие погрешности измерения из-за падения на "земляном" проводе.

Понять принцип лучше на примере предыдущей доработки


,
.

[rl55]

Привет всем! Давненько не был...
Вот решил все же наконец исследовать схему, выложенную в начале этой темы ТС (Радио 2008, №7,с.26).
Оригинал:



Суть идеи автора основана на влиянии именно активной части входного импеданса проверяемого конденсатора на добротность контура, с ним связанного.Теоретический замысел автора схемы правильный, казалось бы идеальный, но не во всем диапазоне емкостей он работает корректно. Объясняется это тем, что с неизбежным небольшим изменением общей контурной емкости при включении измеряемого конденсатора изменяется и добротность контура, что вызывает погрешность измерения малых емкостей, где-то меньших 1 мкФ. Т.е., испытуемая екость должна быть хотя бы раз в 10 - 20 больше контурных конденсаторов (0,1 мкФ). Практически, с 1 мкФ. На 4,7 мкФ уже влияние незаметно. Т.е., на таком конденсаторе измерение реально отражает ESR, именно активную часть импеданса. На меньших емкостях измеряется тоже активная часть, но результат слегка завышается, так как с уменьшением общей контурной емкости немного увеличивается добротность измерительного контура. Пропорционально увеличиваются и показания прибора. Заметить можно после калибровки на "0", подключая пленочные конденсаторы порядка 1 мкФ и менее. Тоже самое и при измерении сопротивления резистора через указанные емкости. Примеры будут ниже для модифицированных схем.

Хочу сразу отметить еще одно важное достоинство - нечувствительность схемы к индуктивности щупов. Это следует из того же принципа измерения - в разумных пределах любая реактивность не учитывается. Хоть емкостная, хоть индуктивная.

Теперь о модификации схемы. Оригинальная схема грешит очень заметной температуной нестабильностью. Да и характер шкалы мне не понравился. Поэтому, опять перешел к классике - удалил транзистоный детектор и применил обычный диодный.
Модифицированная схема:



Кольцо 10*6*3, мю 2000 (вроде), витков - 50. частота 18 кГц.
Измеритель Ц4324, 60 мкА.

Приблизительные точки шкалы (вся шкала 30 делений):

0 Ом - 30
0,5 Ом - 29
1 Ом -28
5 Ом - 21
10 Ом - 14
20 Ом - 6
30 Ом - 2
40 Ом - срыв генерации.

Т.е., можно измерять до 30 Ом, как и у автора статьи. Само собой десятые доли ома не измеришь.
Примеры: пленочник плюс последовательно сопротивление:
1 мкФ + 4 Ом показывает 24 делений вместо 23.
0,47 мкФ + 4 Ом --- 25 вместо 23
0,1 мкФ + 4 Ом --- 28 вместо 23.
Без сопротивлений (напрямую) эти емкости дают небольшой зашкал - чем меньше емкость, тем больше.

А вот чтобы различать десятые доли ома надо уменьшить емкостное сопротивление контурных конденсаторов. Вариантов два - либо увеличить контурные емкости раз в десять (неприемлимо из-за понижения частоты генератора, да и екости "крупные" получаются...), либо уменьшить индуктивность при "старых" емкостях, увеличив при этом частоту (до приемлимых 100 кГц).
Выбрал второй вариант. Кстати, попутно - добротность контура определяется отношением реактивного сопротивления (емкостного или индуктивного - они равны при резонансе) и активного последовательного сопротивления. Для рассмотренного случая при 18 кГц, для емкости 0,1/2 мкФ Xc=177 Ом. У нас генерация была до 30 Ом - дальше срывалась. Добротность при 30 Омах равна 177/30=6, если не учитывать дополнительные потери. Это подтверждает причину срыва генерации при дальнейшем увеличении сопротивления.
Ладно, хватит теории... А то Тигру не понравится...

Дальнейшая модификация:

То же кольцо 10*6*3, мю 2000, витков 10. Частота 90 кГц получилась. Амплитуда уменьшилась, увеличил ее уменьшением резистора R4 до 1 кОм. Кстати, для полного отклонения стрелки требуется амплитуда на контурной катушке 0,3 В.

Точки шкалы:

0 Ом - 30
0,1 Ом - 28
0,5 Ом - 21
1 Ом - 15
2 Ом - 7,5
3 Ом - 3,5
4 ом - 1,5
5 Ом - срыв генерации.

Вот это уже более-менее подходит для дела.
Реакция пленочников аналогична, как в предыдущем случае. Разве что наблюдается при резисторах на порядок меньших.
Например, 0,47 мкФ + 1 Ом показывает 19 делений вместо 15. т.е.. на 27% больше.
1 мкФ + 1 Ом --- 17 вместо 15 (13%)
0,1 мкФ +1 Ом --- 28 вместо 15
При больших емкостях отклонение уменьшается. На 4,7 мкФ уже незаметно отличие.
Такова реальность.

Какие же выводы? Как для пробника, в принципе, неплохо. Более менее достоверные результаты на малых емкостях в районе 1 мкФ.
Не чувствует индуктивность щупов - можно сделать удобные из проводов минимально необходимой длины, только хорошего сечения (активная часть влияет на характер шкалы).
Пожалуй, пока все на первый раз...

PS Совсем забыл - ток потребления совсем смешной - 0,2 - 0,3 мА первый вариант и 0,5 - 0,6 мА - второй.

[Borodach]

Здесь человек тоже делится опытом эксплуатации этой схемы.
http://www.chipmaker.ru/topic/110433/

[rl55]

Да, прочитал я это на днях на Паяльнике, что и сподвигло наконец узнать истину... А истина, как говорится, всегда посредине...

[Borodach]

Кстати, на Паяльнике я выложил вашу доработку ...
http://forum.cxem.net/index.php?showtop ... try2207865

[rl55]

Есть еще доработка моей доработки схемы от Simurg - там у меня зашкал наблюдался небольшой на пленочнике 4,7 мкФ. Выяснил причину и нашел вариант устранения этого недостатка. Правда существенных преимуществ эта доработка не дает, но зашкал теперь не раздражает и не удивляет, хотя и показания его все равно не верные в области меньше 4,7 мкФ.

[Borodach]

"Зашкал", наверняка, от резонанса ...?

[rl55]

Да, одна из причин. Резонирует измеряемый конденсатор и индуктивность рассеяния вторички генератора (один виток). Вторая причина - изменение формы сигнала. Эта часть связана с режимом генератора и степень ее влияния можно менять. Можно даже добиться "компенсации" первой причины и даже сдвинуть стрелку назад... Но на разных кольцах все по-разному проявляется.

[oleg63m]

Тигра давно решил, наверное, эту проблему, но растворился сам в 7 нулях. или докторскую пишет по микроомах.

[rl55]

Привет, Олег! Наверное ты его перевоспитал... Совсем, вижу. сник он...
Ща подготовлю модернизированную схему для критики...

[Borodach]

Тигра давно решил, наверное, эту проблему, но растворился сам в 7 нулях. или докторскую пишет по микроомах.

Вот только зачем ему эти "нули" он, по-моему, сам не знает ...