Измерение и измерители ESR

[bob1]

Не поверите, мне достаточно R-L-C. Но поскольку вопрос подымается широко, подвергая сомнению применимость методов, то согласитесь, делать это надо на адекватных моделях

Если R-L-C модель применять к измерителям импеданса, то спору нет. Если же к измерителям на меандре..то это эта модель не очень подходит.

Т.е. для 1 Гц и 1000000 Гц потери в диэлектрике одинаковы?

Да не одинаковые. Лучше оставить модели как есть, без конденсатора и представить элементы в виде функций, зависящих от ....!!

[balmer]

Или вы будете утверждать, что при введении в идеальный конденсатор неидеального диэлектрика "скачковый измеритель" покажет наличие ESR?

Что ж. Скажу пару слов в защиту "измерителя на скачке напряжения". Делал и на скачке напряжения и на синусе. У них разные области применения, хотя и пересекающиеся.

Измеритель на синусе легко измеряет емкости от 1 pF до 10000 uF. Позволяет измерять ESR, тангенс потерь и т.д. Но вот ток утечки им измерить затруднительно. Для конденсатора на 1 Фарад он тоже слабопригоден.

Измеритель на "скачке напряжения" если не лезть в область высоких частот совсем не плох. Например если мы начинаем данные снимать через 1 милисекунду после подачи напряжения, то уже практически полностью улягутся все переходные процессы. То есть область измерений, где он хорош - это конденсаторы емкостью 100 uF и выше. На таких частотах конденсатор неплохо описывается параметрами C,ESR,EPR. ESR конечно измеряется там с очень условной точностью, лично у меня получилось +-30% для ESR порядка 50 мОм. Но вот емкость можно измерять огромных значений. Ток утечки зато довольно точно измеряется (потому как конденсатор можно оставить на несколько секунд, и мониторить падение напряжения на нем.)

[rl55]

Как оно себя проявит надо считать и смотреть, но как то проявит..

Конечно проявит, но качественно по-другому, не так, как на последовательное сопротивление, а ведь прибор откалиброван на проявление последовательного сопротивления.
Это уж сомнению не подлежит. Надеюсь, согласитесь с этим.

[balmer]

Как оно себя проявит надо считать и смотреть, но как то проявит..

Наклон линии уменьшится.
Проявит в виде уменьшения емкости измеряемого конденсатора.

[Goodefine]

Надеюсь, согласитесь с этим.

Конечно. Но по прежнему считаю, что для оценки пригодности емкости хватит и этого совокупного влияния. А знаки после запятой - это более для миллиомметра. Главное чтоб они были честными. Тогда и воспроизводимость по ESR в пределах одного метода будет приемлимой.

[rl55]

Да и мне, в принципе, хватает и упрощенного толкования ESR (для электролитов), о чем я уже говорил.
И весь этот разговор затеял только в свете погони за сверхточностью измерений, подчас не подкрепленной самими методами измерений...

[oleg63m]

Проявит в виде уменьшения емкости измеряемого конденсатора.

А мне почемуто кажется, что будет увеличение емкости, так как зарядный ток будет течь мимо емкости, и в кондер попадет меньше заряда, он будет дольше наполняться. а вот еср, похоже, будет немного занижен.
но это мое мнение, не проверял

[TIGR]

И ни одного практического примера...
Берем электролит 1мкФ/450в.И сколько там ESR будет?
Поддерживаю мнение о том,что знаки после запятой должны быть честными.
Полимерный конденсатор.Внутрисхемно Макс.ESR-0,0045Ом
http://img.radiokot.ru/files/58840/91pu8mmr1.JPG
http://img.radiokot.ru/files/58840/91px2883x.JPG

[oleg63m]

И сколько там ESR будет?

Ты забыл сказать внутрисхемно(R)

[MaximusAries]

тигр, просто уровень знаний и опыта такой, что достаточно только теории.... думаю что даже многие конструкции создаются\повторяются "виртуально", ибо знают как работают и как настраиваются... и необходимости собирать "в железе" не видят.. и так все понятно (в отличии от меня безграмотного).

[balmer]

Берем электролит 1мкФ/450в.И сколько там ESR будет?

Отличный пример, почему важна частота измерения
Электролитические конденсаторы на высокое напряжение имеют очень нелинейный ESR. Вот скажем недавно измерял 1 мкФ/160 В. На частоте 100 Гц около 70 Ом, на частоте 1000 Гц порядка 25 Ом. Причем это хороший конденсатор с низким током утечки.

[TIGR]

http://www.newark.com/pdfs/datasheets/I ... ap/TTA.pdf
balmer
И сколько у вас получилось на 10 и 100кГц?

[rl55]

Отличный пример, почему важна частота измерения

Посмотрим на график http://www.radioland.mrezha.ru/dopolnen ... apasit.htm

В частности, из графика видно, что при частотах более 500 Гц значение ESR стабилизируется на некотором уровне.

и на формулу:


Ral - сопротивление алюминиевой обкладки;
Re - сопротивление электролитической обкладки;
Rox - сопротивление диэлектрика;
Rb - сопротивление выводов.

Rox - сопротивление диэлектрика - это и есть пересчитанное в последовательном представлении сопротивление диэлектрических потерь.
Это не реальное физическое сопротивление, а полученное математическим путем.
И чем ниже будет частота, тем оно будет больше, т.к. емкостное сопротивление конденсатора увеличивается, соответственно должна расти активная часть. Этого требует принятая модель замещения. Чистая математика.
Глубже о диэлектрических потерях здесь http://ftemk.mpei.ac.ru/foetm/files/foe ... ext131.htm

Здесь тоже говорится об этом http://www.power-e.ru/pdf/2010_5_19.pdf

ESR = R0+Rd+Re,

Дана и формула, отображающая диэлектрические потери:

Rd = Dox/(2πfC)

Как видим, здесь Rd с уменьшением частоты стремится к бесконечности.
Так что, чисто теоретически не стоит удивляться, что с уменьшением частоты ESR увеличиваеся в последовательной модели замещения.
На то это и модель и она не отражает реальные (физические) сопротивления, о чем я тоже раньше говорил. Можно ведь представить конденсатор и в параллельной схеме замещения.
Об этом упоминал и Борисыч44 здесь http://radiokot.ru/forum/viewtopic.php? ... 9#p1899229

А мы, радиолюбители, привыкли к реальным сопротивлениям - отсюда у многих это и вызывает недоумение, как эта таблица http://radiokot.ru/forum/viewtopic.php? ... 3#p1879513



Все сказанное относится к "полномасштабному" пониманию ESR.
А с "урезанным" пониманием проблем не возникает (чисто физическое сопротивление всех материалов конденсатора в его последовательной цепи). Оно и представляет главный радиолюбительский интерес (напр., именно оно, в основном, определяет пульсации в имп. Б.П.). "Скачковые" приборы его и измеряют. Ну, и разные манфреды (омметры на переменном токе) на достаточно высокой частоте и достаточно больших емкостях.

P.S. Вот пришлось мне, благодаря Тигру , влезать в самые дебри ESR-метрии... До этого даже и не задумывался над этим...

[Борисыч44]

rl55 респект за сжатое и достаточно полное освещение вопроса ESR

[rl55]

Борисыч44, спасибо на добром слове. Ваш "воспитанник" ко мне иначе относится... Даже посылает...

[balmer]

А мне почемуто кажется, что будет увеличение емкости, так как зарядный ток будет течь мимо емкости

Да, конечно же как увеличение емкости! Ну почему я такой невнимательный

[balmer]

rl55 - отвечу на твой большой пост.

Первый график, где ESR меняется от 1.4 до 0.6 Ом, очень похож на правду. Даже можно примерно прикинуть, что это конденсатор на 10-50 мкФ 16-60 Вольт.

А вот второй график, где измеряется 10 nF на частоте 100 Гц - это типичное неумение пользоваться прибором и ошибка измерения. Всетаки 10 nF на частоте 100 Гц имеет емкостное сопротивление 160 КОм. Разглядеть на таком фоне сопротивление в 17 Ом - довольно затруднительно. Также можете внимательно посмотреть на значения tan в таблице. Значения 0.00010, 0.00005, 0.00015 говорят нам, что LSB tan которое может показать прибор - это 0.00005, точность еще ниже.

Так что наличие точного прибора все равно требует понимания, что он может измерять и в каких пределах.
Впрочем прибор реально хороший горе измерителям попался. Мой вариант на STM32F303 для конденсатора 10 nF выдает ESR = 500 Om примерно.

[rl55]

balmer, вопросы по таблице для 10 нФ надо задавать Тигру - он у нас мастер на такие дела - дал вырванный из контекста кусок и в кусты. А вы там разбирайтесь с нюансами...
Я в достоверность его таблицы не вникал - просто для примера показал тенденцию увеличения ESR на низких частотах.

Мой вариант на STM32F303 для конденсатора 10 nF выдает ESR = 500 Om примерно.

А вы свои измерения проверяете на других приборах или априори считаете их правильными?

[balmer]

Мой вариант на STM32F303 для конденсатора 10 nF выдает ESR = 500 Om примерно.

А вы свои измерения проверяете на других приборах или априори считаете их правильными?

Ну это измерение естественно неправильное Так сказать в пределах 0.5% погрешности прибора.

Но специально, чтобы сделать свой вариант RLC измерителя прикупил DE-5000 измеритель.

[rl55]

Какой-то у вас ответ неоднозначный...
Поясните.