Измерение и измерители ESR

[Borodach]

А кому не интересно, тот пусть проходит мимо ...

Это ты мне адресовал?.

На самом деле, не тебе, ведь тебя же заинтересовала эта схема ...?

[rl55]

Меня заинтересовала не сама схема (подобных схем я и сам могу наизобретать множество...), а некоторые принципиальные моменты её работы. Да и развивалась её измерительная часть от простого детектора до синхронного, на который я и посоветовал автору перейти.
С синхронным детектором тоже были интересные моменты в плане задержек, которые автор, надеюсь не без моей помощи, выяснил.
Мне интересно так же было бы узнать, насколько способ Бирюкова (измерение узкими импульсами) оправдан. И проверить возможность работы авторской схемы в четырехпроводном включении. Может там и нужен бирюковский метод.
И о бо всём этом можно было бы беседовать в этой теме, без всякого троллинга, который часто витал в предыдущей теме. Да и причина того троллинга, думаю, всем и так понятна, за исключением Yuriy_King... Если до автора той темы не доходят слова (неоднократно вежливо сказанные не одним участником), так может такой способ на него подействует...
Кстати, похоже, подействовал...
Да и веселее надо на жизнь смотреть, мимоходом и пошутить можно... Правда, если с чувством юмора не очень, то сожалею только...

[Yuriy_King]

С переходом на питание 5 вольт и применение более высокочастотных микросхем, пошла схема с управлением более короткими импульсами.



На показаниях электролитических конденсаторов это никак не отразилось, а вот пленочные и керамика стали показывать меньшее значение, но все равно завышенные по сравнению с показаниями MS5308. Так показания 4.7 uF - ESR =0.019 Ом вместо 0,010 Ом, 1 uF ESR =0.099 Ом вместо 0,040 Ом.
Кроме изменений в схеме пришлось заново выставить "0" при закороченных клеммах Сх.

P.S. Показания измеряемых конденсаторов всех типов - положительные значения, как и у предыдущей схемы.

[rl55]

а вот пленочные и керамика стали показывать меньшее значение, но все равно завышенные по сравнению с показаниями MS5308.

А если подвигать фазу управляющих импульсов, переключаясь синхронно с выходов "2" и "7" на одну позицию выше или ниже.
Какова реакция будет?

[oleg63m]

а 74 нст это критично? или то, что было? может лучше попробовать 74ALS.. у них нагрузочная способность на более чем порядок выше, если верить datasheet

[Yuriy_King]

Можно заменить на 74ACT04

[oleg63m]

Можно заменить на 74ACT04

аст это все-же логика с уровнями ттл, а вот 74АС это R2R, так что они предпочтительнее, как на мой взгляд. правда могу и ошибаться

[Yuriy_King]

Нет, амплитуда выходного сигнала - за минусом "выбросов" напряжение питания, в данном случае 5v

The 74ACT04 is an advanced high-speed CMOS
HEX INVERTER fabricated with sub-micron
silicon gate and double-layer metal wiring C2MOS
technology.


Теперь о сдвиге сигнала и импульсов управления:



Да это проще всего сделать как показано на схеме, но тут главное "не заиграться". Точные значения ESR в широком диапазоне всё равно не получить. Происходит смещение в область отрицательных значений. Так если выставить показания по пленочным конденсаторам (4.7 uF - ESR =0.010 Ом, 1 uF ESR =0.044 Ом), то два параллельно соединенных керамических конденсатора 6БН90 1М0 (1,0uF) с ESR=0.003 Ом загоняют показания в "минус". Так что Вам решать в какой степени следует добиваться точности и для каких типов измеряемых емкостей.

[rl55]

Да это проще всего сделать как показано на схеме,

Да, так проще в одну сторону двинуть. Я ведь не знал, в какую лучше.
Но просто ради интереса хотел узнать реакцию с перебросом тех выходов.

то два параллельно соединенных керамических конденсатора 6БН90 1М0 (1,0uF) с ESR=0.003 Ом загоняют показания в "минус".

А насколько большой этот "минус"? Может в пределах приемлимой погрешности.

Вообще бы неплохо придумать/найти какой-нибудь эталон под такие калибровки. Некую физическую модель.
А то ведь и MS5308 может ошибаться... Тем более, что методики измерения ESR вроде бы и нет однозначно трактуемой, в отличии от тангенса потерь. Или я ошибаюсь?
По крайней мере в р/любительских конструкциях иногда довольно вольно и упрощенно трактуют понятие ESR...

[Borodach]

В качестве "эталона" можно использовать несколько одинаковых новых конденсатора, сверив их показания с заводскими таблицами ...


http://www.jamicon.msk.ru/kondensatoru_ ... edans.html

[Yuriy_King]

Регулировка с помощью управляющих сигналов ( разнонаправленное движение, если для положительной полупериода, сдвиг к началу, для отрицательного, сдвиг к концу и наоборот) практически ничего не меняет. Большие значения позволяет перекрывать выделенный красным резистор R8. Его увеличение загоняет показания в глубокий минус.

Для электролитов выставляем по точно измеренным НЕ индукционным (без витковым) резисторам. Там проблем нет, речь идет о керамике и пленке небольших 0,22-4,7 uF конденсаторах,

[Borodach]

Не знаю, почему так "упёрлись" в керамику и плёнку ...?
По esr никогда не попадались плохие - по ёмкости, обрыву или КЗ - было.

Мне кажется, это надуманная проблема ...

[Yuriy_King]

Я просто отвечаю на возникающие вопросы, хотя сам придерживаюсь Вашего мнения.

[Borodach]

Я без претензий, просто тоже хотелось бы понять ...

[rl55]

разнонаправленное движение, если для положительной полупериода, сдвиг к началу, для отрицательного, сдвиг к концу и наоборот

Не совсем точно улавливаю смысл сказанного, но я говорил о синхронном сдвиге с "2" и "7" на "3" и "8" или на "1" и "6". Так один автор делал в своей конструкции. Когда-то ссылку давал.
Должна быть похожая, как с вводом резистора реакция, только численно может отличаться.
Ну да ладно, пока.

В качестве "эталона" можно использовать несколько одинаковых новых конденсатора, сверив их показания с заводскими таблицами ...

Не понял ты сути дела.
Для больших емкостей никаких дополнительных эталонов кроме точных безиндуктивных резисторов и не надо.
А вот для малых пленочных в данном приборе сильно влияет емкостная часть импеданса и от положения измерительного импульса сильно зависит результат измерения. Как мы видели, и отрицательное сопротивление может быть. А шкала, откалиброванная резисторами, и тут будет правильная, только надо правильно фазу управляющих импульсов установить (для сотен мкФ это до лампочки...). Вот тут и нужен очень точный эталон. Yuriy_King делал эту операцию по измеренным с помощью MS5308 конденсаторам, который, возможно, и не совсем эталон...
Вот и Тигр тоже бьется в поисках этих эталонов... Чёй-то там для себя нашел...

Классическое решение известно - надо измерить сдвиг фаз между током и напряжением на частоте 100 кГц, естественно синусе, каким-то очень точным прибором в том подопытном конденсаторе, т.е., по нему и узнать тот самый, не любимый многими, тангенс угла потерь. Ну а по нему и вычислить этот неуловимый ESR... И будет это эталоном.
Это я к тому, что фазовые сдвиги и есть критерий правильного (по определению) измерения что тангенса потерь, что ESR. Поэтому, Бородач, ты сколько хочешь можешь не любить этот тангенс, но он основа в конце концов.
А где ты таблицу по ESR на 100 кГц для пленочных видел. Тигру проще - у него для них чистый ноль показывать должен...

Не знаю, почему так "упёрлись" в керамику и плёнку ...?

Для меня лично это просто интересный теоретический вопрос... Откуда минус берется... Любитель я таких загадок...

Кстати, я и не поднимал этот вопрос (по отрицательным сопротивлениям). Тигр вроде его поднял на нужную высоту...

[Borodach]

Бородач, ты сколько хочешь можешь не любить этот тангенс, но он основа в конце концов.

Да я в курсе - самому, когда-то, учить приходилось ...

Тигр вроде его поднял на нужную высоту...

Или "низоту" ...?

[rl55]

Или "низоту" ...?

Да не скажи... Как бы там ни было, результами исследований Yuriy_King этого схемного решения я доволен и много чего взял на заметку.

[Yuriy_King]

Не совсем точно улавливаю смысл сказанного, но я говорил о синхронном сдвиге с "2" и "7" на "3" и "8" или на "1" и "6". Так один автор делал в своей конструкции. Когда-то ссылку давал.
Должна быть похожая, как с вводом резистора реакция, только численно может отличаться.
.

На диаграмме синим цветом показаны текущие состояния схемы. там хе попарно, одним цветом, показаны проверяемые варианты. Показания измерителя на разных емкостях не менялось, в отличии от изменения R8, реакцию на который я описал выше.

[rl55]

Ну так конечно, вы их двигали в разные стороны. И в синхронном детекторе проявления таких сдвигов взаимно компенсировались.
А я говорил, чтобы в одну сторону двигать. Должна быть реакция в этом случае обязательно. Только ступенчато здесь будет. Может и многоват будет сдвиг.
Но в вашем случае, конечно, удобнее резистором двинуть. Совпало так, что сдвиг получается в нужном направлении. А вот в другом направлении уже не двинешь по это цепи.

[Yuriy_King]

Нарисуйте на выходном сигнале изменение напряжения на подключенной емкости Сх (экспоненциально возрастающее и экспоненциально убывающее) и сопоставьте с управляющими сигналами. Вам станет понятна Ваша ошибка.
Сдвиг для керамики и пленки именно в сторону увеличения значения R8, так как без него показания завышены.