Измеритель LOW ESR конденсаторов (пинцет)

[makk]

Что-нибудь можете по ней сказать ... ?

Оригинал статьи здесь:http://www.neoteo.com/medidor-de-esr-esr-meter



Здесь мост несимметричный - верхние резисторы по 1 кОм,нижние 22 Ом,поэтому нижние резисторы практически питаются генератором тока.
Сам генератор вырабатывает прямоугольные колебания.
Вместо повышающего трансформатора усилитель на ОУ ОР3 с дифференциальным входом.
На ОУ ОР4 собран линейный детектор.Диод D4,видимо,формирует нелинейный характер шкалы.
ОР1 формирует двухполярное питание.
Светодиод индицирует постоянную составляющую напряжения,т.е. пробой конденсатора.
При линейном детекторе и закороченном диоде D4 середина шкалы должна соответствовать 22 Ом.
При наличии диода D4 характер шкалы можно проверить только экспериментально.
Статью переводил - толком в ней ничего не сказано о разрешающей способности.На видео тоже.
Поэтому,есть смысл эту схему "прозондировать" на макете в плане разрешающей способности.
По крайней мере,не вижу препятствий для получения результатов как у прибора от Simurg (при соответствующих щупах и схемных изменениях).
Правда при этом может возрасти потребляемый ток, т.к. при уменьшении "нижних" резисторов (22 Ом) необходимо пропорционально уменьшить и "верхние" (1 кОм).
В приборе Simurg увеличение тока на низкоомном мосте легко достигается применением трансформатора.
В плане экономичности это существенное преимущество.Плюс - низкое напряжение питания.

TL084 у меня нет, вместо неё поставил LM324. Номиналы резисторов измерительного моста уменьшил вдвое.
Загвоздка вот в чём: конденсатор C1 просаживает напряжение выпрямителя OP4 так, что стрелка прибора вообще не отклоняется, а точнее - кратковременно отклоняется в момент замыкания и размыкания (!) щупов и сразу возвращается к началу шкалы. Без конденсатора C1 стрелка отклоняется, но до нуля не доходит. Любое прикосновение к выходу выпрямителя (вывод 9 микросхемы) отвёрткой, выводом детали, рукой, приводит к падению напряжения на выходе... Конденсатор C1 ставил электролитический, танталовый, плёночный, уменьшал ёмкость в разы - результат один и тот же.

Является ли это следствием замены ОУ с полевыми транзисторами на входе на ОУ с биполярными?

[rl55]

makk,полевые транзисторы на входе ОУ не обязательны.Здесь важно усиление ОУ на рабочей частоте (которая,обычно,100 кГц).
У LM324 частота единичного усиления 1 МГц,на частоте 100 кГц усиление 20 дБ (10 раз) http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm124-n.pdf
Такого быстродействия может не хватить для правильной работы линейного детектора на ОУ ОР4.
Такие ОУ корректно работают по такой схеме включения в области звуковых частот.
У TL084 частота единичного усиления 3 МГц http://www.ti.com/lit/ds/symlink/tl084.pdf
Предполагаю,в этом причина.
Также нужно измерить частоту генератора.

P.S. В качестве линейного детектора ОР4 в предлагаемой схеме лучше работают быстродействующие компараторы.

[makk]

rl55, спасибо за ответ. Частота генерации при указанных на схеме номиналах получилась около 30кГц и я пока не трогал эту часть схемы. Так что пока она работает на пониженной частоте.
Может ли причиной быть то, что я занизил номиналы резисторов измерительного моста? Сингал на входе детектора (вывод 10) имеет размах 0.7 вольт относительно нуля в плюс и минус. Может быть можно как-то скорректировать коэффициент усиления и поднять амплитуду в этой точке?
Как вариант, какие из распространённых компараторов можно попробовать в качестве детектора здесь?

[udar]

makk
P.S. В качестве линейного детектора ОР4 в предлагаемой схеме лучше работают быстродействующие компараторы.

По этой схеме ОУ это дифференциальный усилитель плюс активный детектор. Компаратор здесь пятая нога кобыле. И дело не в частоте .
324 однозначно не пойдет .
Нужен ОУ с хорошей стабильностью нуля. И двуполярное питание . Или псевдо как на схеме.
А вообще тема о измерителе от Simurg. Если есть вопросы по другой схеме , хоть и на принципе моста открывайте новую тему.

[rl55]

makk,пока номиналы резисторов моста оставьте,как у автора,а там видно будет.
Если сейчас у вас на входе ОР4 +/- 0,7 В, то при идеальном ОУ ОР4 на конденсаторе С1 было бы +0,7 В,что с учетом падения напряжения на D4 (0,5-0,6 В) позволило бы стрелке отклоняться (на сколько - сказать трудно).
С учетом "тупости" ОУ напряжение на С1 будет меньше.Если меньше 0,5 В,то стрелка отклоняться не будет.

Компаратор может подойти К554СА3,например.С учетом его схемотехники будет иметь следующий вид:




udar,как раз стабильность нуля здесь не имеет особого значения,ведь дальше идет совсем не температурно стабильный элемент D4.

[udar]

udar,как раз стабильность нуля здесь не имеет особого значения,ведь дальше идет совсем не температурно стабильный элемент D4.[/quote]
Тогда какая разница на чём собран пиковый детектор ? Если основной нестабильный элемент остается?
В схеме на компараторе роль диода играет внутренний эмиттерный повторитель.
Если только питание однополярное ......... тогда преимущество налицо.
Но синфазный всё равно от двуполярного запитан.

[Simurg]

а почему вы не применили более "классический" вариант генератора:

rl55 собирали данну схему?
С общим коллектором блокинг вроде термостабильней, чем с общим эммитером, но капризный в настройке.

[rl55]

udar,разница в быстродействии и максимальном токе на выходе (ОУ или компаратора).
Для синусоиды схема работает короткое время (на верхушках синусоиды,что существенно меньше периода вх. сигнала),заряжая при этом накопительный конденсатор до амплитуды входного напряжения.
Здесь и важны быстродействие и максимальный выходной ток ОУ.
Я проверял практически (при изготовлении металлоискателя) работу ОУ К140УД6 в такой схеме включения.
При 3 кГц работала норм.,но при повышении частоты напряжение на выходе падало.Точно сейчас не вспомню,но вывод сделал,что выше звуковых частот получаются плохие результаты.
LM324 плоха еще тем,что имеет внутренние цепи коррекции (оптимальные для КУ=1).
Поэтому будет излишне "резать" высокие частоты при других КУ (как в схеме усилителя,так и детектора).
Отсюда предпочтение следует отдавать ОУ с внешними цепями коррекции и соответственно КУ выбирать их номиналы.

Simurg,подобные схемы генераторов я собирал неоднократно и ничего плохого не заметил.Здесь же не нужна стабильность параметров связного приемника.
Когда буду делать прибор по вашей идее - попробую эту схему.
Хочу сделать на ферр. кольцах от энергосберегающих ламп (для лучшей повторяемости).
О результатах сообщу.

[TIGR]

Дабы не засорять тему,предлагаю перенести обсуждение пробника на TL084,не имеющего ни малейшего отношения к данной теме, в измерители ESR.

[TIGR]

Небольшой оффтоп по пленочным конденсаторам.
Понадобился измеритель ESR с широкой шкалой.Пришлось быстро делать Манфреда.Получилась шкала-0,01...40Ом.Проверил на пленочных К73-17.Результаты трех измерителей- ESR60,пинцет,Манфред совпадают.
Кроме того с его помощью можно измерять пленку меньше 1мкФ.Например ESR К73-17 0,1мкФ-12,5Ом.

[makk]

Важна ли фазировка обмоток на первом трансформаторе (если мотать самому)?
Нашёл данные трансформаторов ТМС: 40 витков + 400 витков. Что является первичкой, что вторичкой - не ясно. Провёл эксперимент. Намотал трансформатор, 20+20 витков - первички, намотаны в одном направлении, конец одной = средняя точка = начало другой, 400 витков - вторичка. Без нагрузки генерит 100кГц, с нагрузкой (470нФ ко вторичке + резистор 1.6Ом) - генерация уходит в мегагерцы и в килогерцовый режим не вернуть подстроечником от базы на + и -. Такое ощущение, что повышающий трансформатор не тянет низкоомную нагрузку. Значит первый трансформатор в измерителе должен быть не повышающим, а понижающим. Тогда первичная обмотка - это две полуобмотки по 200 витков, а вторичная обмотка - это 40 витков?

[Simurg]

Да, так и есть. Первый понижающий, второй повышающий.

[oleg63m]

P.S. В качестве линейного детектора ОР4 в предлагаемой схеме лучше работают быстродействующие компараторы.

а 157ДА1 никто непробовал применять? ведь можно ее включить так, что одна половинка будет работать как усилитель, а вторая как детектор. и на 100 килогерцах у нее еще приличное усиление

[molotok26]

rl55 отпишитесь пожалуйста что получилось у Вас на колечках от энергосберегаек

[makk]

Я пробовал делать на колечках. 50+50 витков первички, 7 витков вторичка. Вероятно, оказалась слишком мала индуктивность, не понравилась форма импульсов, на которой чётко были видны пики эдс самоиндукции. Нужно мотать многовитковую первичку, но я не знаю количества витков обмотки обратной связи. Может кто-нибудь подскажет?

[Simurg]

Попробуй так:
средний отвод - база = 80 витков
средний отвод - эммитер = 30 витков
вторичка 30 витков с отводом от 10 витка. Можно ввести будет второй диапазон для обычных кондеров.
Если много звона, то в эммитер в разрыв впаяй резистор ом 47 - 75.

Просто тмс готовые и пришлось мириться с тем что там посередине отвод. На самом деле, если мотать самому, отвод делается ниже к холодному выводу транса. 1/3 - 1/5 примерно.

[rl55]

rl55 отпишитесь пожалуйста что получилось у Вас на колечках от энергосберегаек

Никак не могу до паяльника дойти...Планирую на выходные дни.Отпишусь обязательно.

[rl55]

Итак, мой вариант генератора на колечках от энергосберегающих ламп (20-25 Вт).



Первичная обмотка - 10 витков, вторичная - 1 виток.Можно использовать тонкий одножильный монтажный провод в изоляции.
С1 - 22 нФ.
R1 порядка 3 кОм.
VT1 использовал КТ315Б.
С3 - 1 мкФ и более.
Если генерации не будет,значит надо изменить фазировку одной из обмоток.
Потребляемый ток при 1,2 В - 14 мА. У прибора Simurg - 50-70 мА http://radiokot.ru/circuit/analog/measure/22/
Мост (резисторы по 1 Ом) подключен непосредственно ко вторичной обмотке (без конденсатора).
Подбором R1 добиваются максимальной амплитуды на коллекторе (при закороченных щупах) и наименьших искажениях синусоиды (слегка перенапряженный режим генератора для запаса по изменению напряжения питания).

Трансформатор для измерителя:
Первичка - 5 витков,вторичка - 50 витков (для предела 60 мкА тестера Ц4324).
Вторичку мотал эмал. проводом диам. 0,2 мм, 5 витков первички - монтажным одножильным проводом.
Для большего тока добавить 20-30 витков во вторичке.
При 100 витках получался приличный ток - больше 600 мкА (точную цифру забыл записать).

Для генератора необходимо выбрать такое кольцо,чтобы при 10 витках первички и контурной емкости 22 нФ частота генерации получилась порядка 100 кГц.При меньшей емкости падает добротность контура и появляется заметное искажение синусоиды. Подбором емкости частота подгоняется окончательно.
Из трех колец два по этому критерию подошли,третье кольцо давало частоту в 1,5 раза ниже и для частоты 100 кГц нужно было значительно уменьшить контурную емкость,что,как я уже сказал,плохо.

Шкала тестера 30 делений, получилось:
0,1 Ом -22 дел., 0,5 Ом - 9 дел., 1 Ом - 4 дел., 2 Ом - 1,2 дел., 3 Ом - 0,5 дел.

Позанимался я с ним (на макете) в течении двух дней.В целом,впечатление хорошее.
Как я уже говорил ранее, для больших электролитов проблем нет.
Некорректность была замечена для малых конденсатора с ESR , близким к нулю, напр. К73-17 4,7 мкФ - при его подключении стрелка могла отклоняться вправо или влево от 0 Ом на 0,5-1 деление,а могла оставаться на нуле в зависимости от режима генератора.Это связано с преобладанием емкостной составляющей,которая, в отличии от активной составляющей, улучшает добротность контура задающего генератора.
Но реальные электролитические конденсаторы с такой емкостью имеют ESR более 1 Ом,так что проблем никаких не будет.

[Simurg]

Красота! Просто идеально! Ток удалось снизить, что можно запитать от обычной батарейки и хватит её на года два нормального использования. А какое напряжение на щупах? Наверняка еще меньше?

[oleg63m]

rl55

Для генератора необходимо выбрать такое кольцо,чтобы при 10 витках первички и контурной емкости 22 нФ частота генерации получилась порядка 100 кГц.При меньшей емкости падает добротность контура и появляется заметное искажение синусоиды.

так можно ведь колличеством витков тоже варьировать. а наивысшая добротность достигается при ZC=ZL.
Так что пойдут любые кольца, даже марки 600, только виточков придется поболее мотнуть