RLC ja ESR arvesti ehk seade kondensaatorite, induktiivsuste ja madala takistusega takistite mõõtmiseks. LC-arvesti mõõteriist mahtuvuse ja induktiivsuse mõõtmiseks PIC16F628A Isetehtud digitaalsete arvestiahelate l c f

Vaadeldakse kondensaatorite mahtuvuse ja mähiste induktiivsuse mõõtmise vooluringi, mis on valmistatud vaid viiel transistoril ja võimaldab vaatamata oma lihtsusele ja ligipääsetavusele määrata mähiste mahtuvuse ja induktiivsuse vastuvõetava täpsusega laias vahemikus. Kondensaatoritel on neli alamvahemikku ja mähiste jaoks koguni viis alamvahemikku. Pärast üsna lihtsat kalibreerimisprotseduuri, kasutades kahte häälestustakistit, on maksimaalne viga umbes 3%, mis, näete, pole amatöörraadio omatehtud toote jaoks sugugi halb.

Teen ettepaneku selle lihtsa LC-mõõturi vooluringi oma kätega jootma. Amatöörraadio omatehtud toodete aluseks on VT1, VT2 ja rakmete raadiokomponentidel valmistatud generaator. Selle töösageduse määravad tundmatu mahtuvusega Cx ja paralleelselt ühendatud mähisest L1 koosneva võnkeahela LC parameetrid tundmatu mahtuvuse määramise režiimis - kontaktid X1 ja X2 peavad olema suletud ning induktiivsuse Lx mõõtmise režiim on see jadamisi ühendatud mähisega L1 ja kondensaatoriga C1, mis on ühendatud paralleelselt.

LC-meetriga ühendatud tundmatu elemendiga hakkab generaator tööle mingil sagedusel, mille fikseerib väga lihtne transistoridele VT3 ja VT4 monteeritud sagedusmõõtur. Seejärel muundatakse sageduse väärtus alalisvooluks, mis suunab mikroampermeetri nõela kõrvale.

Induktiivsusmõõturi ahela kokkupanek. Tundmatute elementide ühendamiseks soovitatakse ühendusjuhtmed olla võimalikult lühikesed. Pärast üldmontaažiprotsessi lõppu on vaja konstruktsiooni kalibreerida kõigis vahemikes.

Kalibreerimine toimub häälestustakistite R12 ja R15 takistuste valimisega, kui need on ühendatud teadaolevate väärtustega raadioelementide mõõteklemmidega. Kuna ühes vahemikus on häälestustakistite väärtus sama ja teises erinev, on vaja kõigi vahemike jaoks määrata midagi keskmist, samas kui mõõtmisviga ei tohiks ületada 3%.

See üsna täpne LC-mõõtur on kokku pandud PIC16F628A mikrokontrollerile. LC-mõõturi konstruktsioon põhineb LC-ostsillaatoriga sagedusmõõturil, mille sagedus muutub sõltuvalt mõõdetud induktiivsuse või mahtuvuse väärtustest ja selle tulemusena arvutatakse. Sageduse täpsus on kuni 1 Hz.

Relee RL1 on vajalik mõõtmisrežiimi L või C valimiseks. Loendur töötab matemaatiliste võrrandite alusel. Mõlemale tundmatule L Ja C, Võrrandid 1 ja 2 on üldised.

Kalibreerimine

Kui toide on sisse lülitatud, kalibreerub seade automaatselt. Algne töörežiim on induktiivsus. Oodake paar minutit, kuni seadme vooluringid soojenevad, seejärel vajutage uuesti kalibreerimiseks lülituslülitit "null". Ekraan peaks näitama väärtusi ind = 0,00. Nüüd ühendage test induktiivpooli väärtus, näiteks 10uH või 100uH. LC-meeter peaks kuvama ekraanil täpse väärtuse. Loenduri seadistamiseks on olemas džemprid. Jp1 ~ Jp4.

Allolevat induktiivsusmõõturi konstruktsiooni on väga lihtne korrata ja see koosneb minimaalsest arvust raadiokomponentidest. Induktiivsuse mõõtevahemikud: - 10 nG - 1000 nG; 1mcg - 1000mcg; 1-100 mg. Mahtuvuse mõõtmise vahemikud:- 0,1pF - 1000pF - 1nF - 900nF

Mõõteseade toetab automaatset kalibreerimist sisselülitamisel, mis välistab käsitsi kalibreerimisel inimliku vea. Kindlasti saate arvesti igal ajal uuesti kalibreerida, vajutades lihtsalt lähtestusnuppu. Seadmel on automaatne mõõtmisvahemiku valik.

Seadme disainis ei ole vaja kasutada mingeid täpseid ja kalleid raadiokomponente. Ainus asi on see, et teil peab olema üks "väline" võimsus, mille väärtus on suure täpsusega teada. Kaks 1000 pF kondensaatorit peaksid olema normaalse kvaliteediga, eelistatavalt polüstüreenist, ja kaks 10 mikrofaraadi mahtuvust peaksid olema tantaal.

Kvarts tuleb võtta täpselt 4000 MHz juures. Iga 1% sageduse mittevastavus põhjustab 2% mõõtmisvea. Madala mähisvooluga relee, as mikrokontroller ei suuda anda voolu, mis on suurem kui 30 mA. Ärge unustage asetada dioodi paralleelselt relee mähisega, et summutada pöördvoolu ja kõrvaldada lobisemine.

Trükkplaat ja mikrokontrolleri püsivara ülaloleval lingil.

Hiljuti on elektrolüütkondensaatorite rike muutunud üheks peamiseks raadioseadmete rikete põhjuseks. Kuid õigeks diagnoosimiseks ei piisa alati ainult mahtuvusmõõturi olemasolust, nii et täna räägime veel ühest parameetrist - ESR.
Mis see on, mida see mõjutab ja kuidas seda mõõdetakse, püüan selles ülevaates rääkida.

Alustuseks ütlen, et see ülevaade erineb kardinaalselt eelmisest, kuigi mõlemad ülevaated käsitlevad amatöörraadiomõõteriistu.
1. Seekord mitte konstruktor, vaid pigem “poolfabrikaat”
2. Ma ei joota selles ülevaates midagi.
3. Ka selles ülevaates ei tule skeeme, arvan, et ülevaate lõpuks selgub, miks.
4. See seade on erinevalt eelmisest "mitmemasinast" väga kitsa fookusega.
5. Kui paljud inimesed teadsid eelmisest seadmest, siis see on peaaegu kellelegi tundmatu.
6. Ülevaade on väike

Esiteks, nagu alati, pakend.

Seadme pakendile ei saanud kurta, see on lihtne ja kompaktne.

Komplekt on täielikult Spartan, komplektis on ainult seade ise ja juhendid, sondid ja patareid ei kuulu komplekti.

Juhend ei hiilga ka infosisu, levinud fraaside ja piltidega.

Juhendis täpsustatud seadme tehnilised omadused.

No arusaadavas keeles.
Vastupidavus
Vahemik - 0,01 - 20 oomi
Täpsus - 1% + 2 numbrit.

Ekvivalentne seeriatakistus (ESR)
Vahemik - 0,01 - 20 oomi, töötab kondensaatorite vahemikus alates 0,1 uF
Täpsus - 2% + 2 numbrit

Mahutavus
Vahemik – 0,1–1000 uF (3–1000 uF mõõdetakse sagedusel 3 kHz, 0,1–3 uF – 72 kHz)
Täpsus – sõltub mõõtmise sagedusest, kuid on umbes 2% ± 10 tähemärki

Induktiivsus
Vahemik on 0-60uH 72KHz ja 0-1200uH 3KHz juures.
Täpsus - 2% + 2 numbrit.

Alustuseks ütlen teile, mis see on - ESR.
Paljud kuulsid üsna sageli sõna - kondensaator ja mõned isegi nägid neid :)
Kui te pole näinud, siis alloleval fotol on tehnika kõige levinumad esindajad.

Reaalses elus näeb kondensaatori ekvivalentne ahel välja umbes selline, nagu on näidatud alloleval joonisel.
Pildil on -
C- samaväärne võimsus, r- lekkekindlus, R on samaväärne seeriatakistus, L on ekvivalentne induktiivsus.

Ja lihtsalt öeldes,
Ekvivalentne mahtuvus- see on "puhtal" kujul kondensaator, st. ilma vigadeta.
Lekkekindlus- see on takistus, mis lisaks välistele ahelatele tühjendab kondensaatorit. Kui tuua analoogia veetünniga, siis on see loomulik aurumine. Seda võib olla rohkem, võib olla vähem, aga see on alati olemas.
Ekvivalentne induktiivsus- Võime öelda, et see on kondensaatoriga järjestikku ühendatud drossel. Näiteks on need kokku rullitud kondensaatoriplaadid. See parameeter segab kondensaatorit kõrgetel sagedustel töötamisel ja mida kõrgem on sagedus, seda suurem on mõju.
Samaväärne seeriatakistus, ESR- See on parameeter, mida me kaalume.
Seda võib pidada ideaalse kondensaatoriga järjestikuseks takistiks.
Need on juhtmete, plaatide, füüsiliste piirangute jms vastupidavus.
Odavaimates kondensaatorites on see takistus tavaliselt suurem, kallimates LowESR-ides väiksem ja on ka Ultra LowESR-e.
Ja kui see on lihtne (kuid väga liialdatud), siis on see sama, mis vee võtmine tünni läbi lühikese ja jämeda vooliku või läbi õhukese ja pika vooliku. Tünn tangib igal juhul, kuid mida peenem on voolik, seda kauem see aega võtab ja ajaliselt suuremate kadudega.

Selle takistuse tõttu on võimatu kondensaatorit koheselt tühjendada ega laadida, lisaks soojendab see takistus kõrgel sagedusel töötades kondensaatorit.
Kuid kõige hullem on see, et tavaline mahtuvusmõõtur seda ei mõõda.
Mul oli sageli juhtumeid, kui halva kondensaatori mõõtmisel näitas seade normaalset mahtuvust (ja veelgi suuremat), kuid seade ei töötanud. ESR-mõõtjaga mõõtes sai kohe selgeks, et selle sisetakistus on väga suur ja normaalselt töötada ei saa (vähemalt seal, kus enne seisis).
Mõned on ilmselt näinud paisunud kondensaatoreid. Kui jätame ära juhud, kui kondensaatorid lihtsalt riiulil lebades paisusid, siis ülejäänu on sisemise takistuse suurenemise tagajärg. Kui kondensaator töötab, suureneb sisetakistus järk-järgult, see juhtub vale töörežiimi või ülekuumenemise tõttu.
Mida suurem on sisetakistus, seda rohkem hakkab kondensaator seestpoolt soojenema, mida suurem soojenemine seestpoolt, seda rohkem takistus kasvab. Selle tulemusena hakkab elektrolüüt "keema" ja siserõhu suurenemise tõttu kondensaator paisub.

Kuid kondensaator ei paisu alati, mõnikord tundub see täiesti normaalne, mahtuvus on korras, kuid see ei tööta normaalselt.
Ühendad selle ESR-mõõturiga ja tavapärase 20-30mOhmi asemel on sellel juba 1-2 oomi.
Kasutan oma töös isevalmistatud ESR-mõõtjat, mis on ProRadio foorumi skeemi järgi aastaid tagasi kokku pandud, kavandi autor on Go.
Seda ESR-mõõturit kohtab minu arvustustes üsna sageli ja selle kohta küsitakse sageli, kuid kui nägin poe uutes tulijates valmis seadet, otsustasin selle testimiseks tellida.
Huvi tekitas ka see, et ma ei leidnud selle seadme kohta kuskilt infot, no seda huvitavam :)

Väliselt näeb seade välja nagu "pooltoode", s.t. kokkupandud struktuur, kuid ilma korpuseta.
Tõsi, mugavuse huvides paigaldas tootja kogu selle konstruktsiooni sellistele plastist "jalgadele", isegi plastmutritele :)

Seadme paremast otsast on klemmid mõõdetava elemendi ühendamiseks.
Kahjuks on ühendusskeem kahejuhtmeline, mis tähendab, et mida pikemad sondi juhtmed (kui neid kasutatakse), seda suurem on näitude viga.
Õigemates konstruktsioonides kasutatakse neljajuhtmelist ühendust, ühes paaris kondensaator laetakse / tühjeneb, teises mõõdetakse kondensaatori pinget. selles versioonis saab juhtmeid teha vähemalt meetri pikkuseks, globaalset näitude erinevust ei teki.
Klemmide kõrval on ka kaks trükkplaadi kontakti, neid kasutatakse seadme kalibreerimisel (sellest sain hiljem aru).

Allpool on koht aku tüüp 6F22 9 Volt (Kroona) paigaldamiseks.

Seadet saab toita ka välisest toiteallikast, mis on ühendatud MicroUSB-pistiku kaudu. Kui selle pistikuga on toide ühendatud, lülitub aku automaatselt välja. sagedase kasutamise korral soovitaksin teil seadet toita USB-pistikust, kuna akud lõhkevad üsna märgatavalt.
Fotol on ka näha, et lips, millega aku kinnitatakse, on korduvkasutatav. Tasanduskihi lukk on keelega, vajutades saab selle avada.

Kokkupanduna näeb see välja selline.

Seade lülitatakse sisse ja juhitakse vaid ühe nupuga.
Sisselülitamine - vajutada kauem kui 1 sek.
Töörežiimis vajutamine lülitab mõõteriista L ja C-ESR mõõtmiste vahel.
Väljalülitamine - nuppu vajutades kauem kui 2 sekundit.

Kui seade on sisse lülitatud, kuvatakse esmalt püsivara nimi ja versioon, seejärel kuvatakse hoiatus, et enne kontrollimist tuleb kondensaatorid tühjaks laadida.
Kui nuppu hoitakse all kauem kui kaks sekundit, kuvatakse kiri - Power off ja kui nupp vabastatakse, lülitub seade välja.

Nagu ma eespool kirjutasin, on seadmel kaks töörežiimi.
1. induktiivsuse mõõtmine
2. mahtuvuse, takistuse (või ESR) mõõtmine.
Mõlemas režiimis kuvatakse ekraanil instrumendi toitepinge.

Loomulikult vaatame, milline on selle seadme täidis.
Välimuselt on see märgatavalt keerulisem kui eelmise transistori testeri oma, mis kaudselt viitab kas vooluringi läbimõtlemisele või parimatele omadustele, mulle tundub, et antud juhul on teine ​​variant tõenäolisem.

No ekraani pole mõtet eriti kirjeldada, klassikaline 1602 versioon. Ainus, mis mind üllatas, oli tekstoliidi must värv.

Tegin trükkplaadist üldise foto kahes versioonis, välguga ja ilma, üldiselt ei tahtnud seadet tõesti pildistada, segades mind igal võimalikul viisil, nii et vabandan juba ette kvaliteedi pärast.
Igaks juhuks tuletan meelde, et kõik minu arvustustes olevad fotod on klikitavad.

Seadme "süda" on mikrokontroller 12le5a08s2, selle konkreetse kontrolleri kohta ma infot ei leidnud, kuid selle teise versiooni andmelehel lipsas info, et see on kokku pandud 8051 tuumale.

Mõõteosa sisaldab päris palju elemente, muuseas on öeldud, et protsessoris on 12 bitti ADC-d, mida kasutatakse mõõtmiseks. Üldiselt on selline mahutavus väga hea, pigem huvitav, kui reaalne see on.
Algselt mõtlesin joonistada kogu selle "häbi" diagrammi, kuid siis sain aru, et sellel pole erilist mõtet, kuna seadme omadused mõõtmisvahemiku osas pole väga suured. Aga kui kedagi huvitab, võib proovida ümber joonistada.

Samuti on mõõteahelasse kaasatud operatiivvõimendi, kuna minu jaoks on see päris hea, kasutasin seda signaalivõimendis elektroonilise koormuse voolu šundist.

Ilmselt on see toitelülitussõlm aku ja USB-pistiku vahel.

Tahvli põhjast pole peaaegu midagi huvitavat, peale komponentide nupu pole :(

Aga midagi huvitavat leidsin isegi tühjalt trükkplaadilt :)))
Fakt on see, et seadet kätte saades ja sellega mängides ei suutnud ma seda kategooriliselt panna kondensaatori mahtuvust üle 680uF näitama, näitas kangekaelselt OL-i ja kõik.
Tahvlit uurides ei saanud ma märkamata jätta kolme paari kontakte nuppude ühendamiseks (märgistuse järgi otsustades).
Kõigepealt torkasin võtme2, mille sain ekraanile - nullkalibreerimine (tasuta tõlge) - OK.
Hah, ma arvan, noh, shchazzz me sind.
Aga ei, kalibreerimine võttis mul palju aega, sest seadme harulduse tõttu pole selle kohta üldse infot. Ainus mainimine sõnaga kalibreerimine oli .

Teiste kontaktipaaride sulgemisel kuvatakse (ilmselt) konstantide väärtused.
pealegi oli võimalusi rohkem, teiste tähtedega ja vahel klahvi3 sulgemisel libises silt - Salvestatud OK (inglise keeles).

Aga tagasi kalibreerimise juurde.
Seade pidas kõigele ise vastu.
Alustuseks proovisin pintsettidega klemme lühistada ja niimoodi kalibreerida, kuid seade näitas lõpuks õiget mahtuvust ja kondensaatorite negatiivset takistust.
Peale seda lõin plaadil kaks testplaastrit lühisesse, seade hakkas näitama õiget takistust, kuid mahtuvuse mõõtmise vahemik kahanes 220-330 mikrofaradini.
Ja peale pikka internetis otsimist leidsin lause (link on just üleval) - Kasutage 3cm paksust vasktraati lühise eemaldamiseks
Tõlkes tähendas see - kasutage 3 cm paksust vasktraati. Arvasin, et 3 cm paksus on kuidagi lahe ja mõeldud suure tõenäosusega 3 cm pikkust.
Lõikasin ära umbes 3 cm pikkuse traadijupi ja lühistasin plaadil olevad laigud, see hakkas palju paremini tööle, kuid siiski mitte sama.
Võtsin traadi kaks korda pikemaks ja kordasin toimingut. Pärast seda hakkas seade üsna normaalselt töötama ja pärast seda kalibreerimist tegin täiendavaid katseid.

Alustuseks korjasin üles erinevad komponendid, millega kontrollin, kuidas seade töötab.
Fotol on need virnastatud vastavalt testimisjärjekorrale, ainult drosselid on vastupidi.
Kõiki komponente testiti väikseimast nimiväärtusest suurimani.

Enne teste vaatasin ostsilloskoobiga, mida seade oma mõõteklemmidele väljastab.
Ostsilloskoobi järgi on sageduseks seatud umbes 72KHz.

Induktiivsuse mõõtmisel on näidud üsna kooskõlas komponentidel näidatutega.
1. induktiivsus 22uH
2. induktiivsus 150uH
Muide, kalibreerimisprotsessi käigus märkasin, et ükski manipuleerimine ei mõjutanud mahtuvuse ja induktiivsuse mõõtmise täpsust, vaid mõjutasid ainult takistuse mõõtmise täpsust.

150uH induktiivsusega nägi klemmide lainekuju välja selline

Ka väikeste kondensaatoritega polnud probleeme.
1. 100nF 1%
2. 0,39025 uF 1%

Kondensaatori lainekuju 0,39025 uF

Järgmiseks tulid elektrolüüdid.
1. 4,7uF 63V
2. 10uF 450V
3. 470uF 100 volti
4. 470uF 25V madal ESR
Eraldi ütlen kondensaatori kohta 10uF 450 volti. Olin näitude üle väga üllatunud ja see ei ole konkreetse elemendi defekt, kuna kondensaatorid on uued ja mul on kaks identset. ka näidud olid mõlemal samad ja teised seadmed näitasid täpselt umbes 10 mikrofaradi mahtuvust. pealegi hüppasid isegi sellel seadmel näidud väärtusega umbes 10 mikrofaradi paar korda. miks see nii on, ma ei saa aru.

1. 680uF 25V madal impedants
2. 680uF 25V madal ESR.
3. 1000uF 35V tavaline Samwha.
4. 1000uF 35 V Samwha RD seeria.

Lainekuju kontaktidel tavalise 1000uF 35 V Samwha testimisel.
Teoreetiliselt oleks mahtuvate elektrolüütide mõõtmisel pidanud sagedus langema 3 kHz-ni, kuid ostsillogramm näitab selgelt, et sagedus ei muutunud kõigi katsete ajal ja oli umbes 72 kHz.

1000uF 35 Volt Samwha RD seeria andis mõnikord sellise tulemuse, see väljendus halvas kontaktis juhtmete ja mõõteklemmide vahel.

Peale grupipildi tegemist, mõõtmist ja osade kohtadele panemist meenus, et unustasin takistite takistust mõõta.
Mõõtmiseks võtsin paar takistit
1. 0,1 oomi 1%
2. 0,47 oomi 1%
Teise takisti takistus on mõnevõrra ülehinnatud ja tõuseb selgelt üle 1% piiri, pigem veelgi lähemale 10%. kuid ma arvan, et see on tõenäolisem tänu sellele, et mõõtmine toimub vahelduvvoolul ja traattakisti induktiivsus mõjutab, kuna väike 2,4 oomi takisti näitas takistust 2,38 oomi.

Seadme kohta infot otsides sattusin paar korda selle seadme fotole, millel on samaaegne mõõtmine erinevate sagedustega, aga minu seade seda ei näita, jällegi ei saa aru miks :(
Kas teine ​​versioon või midagi muud, kuid seal on erinevus. Mulle jäi üldiselt mulje, et mõõdab ainult 72KHz sagedusel.
Kõrge mõõtmissagedus on hea, kuid alati on mugav omada alternatiivi.

Kokkuvõte
plussid
Töötamisel näitas seade üsna head täpsust (kuigi pärast kalibreerimist)
Kui te ei võta arvesse asjaolu, et ma pidin selle kalibreerima, siis võime öelda, et disain on "karbist väljas" töövalmis, kuid tunnistan, et mul oli nii "õnne".
Kahekordne toit.

Miinused
Täielik teabe puudumine instrumendi kalibreerimise kohta
Kitsas mõõtepiirkond
Minu seade hakkas normaalselt töötama alles pärast kalibreerimist.

Minu arvamus. Ausalt öeldes jäi mulle seadmest tugev kahekordne mulje. Ühest küljest sain päris häid tulemusi, teisalt aga rohkem küsimusi kui vastuseid.
Näiteks ei saanud ma 100% aru, kuidas seda õigesti kalibreerida, ma ei saanud ka aru, miks minu 10uF kondensaatoril kuvatakse 2,3 ja pealegi pole selge, miks mõõtmine toimub ainult 72 kHz juures.
Ma isegi ei tea, kas soovitan või mitte. Kui jootma ei viitsi, siis võid kasutada seda või eelmise ülevaate transistori testerit ja kui soovid paremaid omadusi (peamiselt vahemiku laiendamise suunas) ja pole vaja induktiivsust mõõta, siis saab Go-st kokku panna C-ESR-mõõturi.
Mind häiris väga ülemine mahtuvuse mõõtmisvahemik 1000 μF, kuigi mõõtsin rahulikult 2200 μF, aga seadme täpsus langes, see hakkas mahtuvuse näitu selgelt üle hindama.

Üldiselt on see praeguseks kõik, olen seadme kohta igasuguse teabega väga rahul ja lisan selle hea meelega ülevaatesse. Tunnistan, et kellelgi on see ka olemas, kuigi see on väga ebatõenäoline, kuna ma ei leidnud sellelt midagi, kuigi sageli on kõik seadmed mõne juba tuntud kujunduse kordused.

Toode oli poe poolt antud arvustuse kirjutamiseks. Ülevaade avaldatakse vastavalt saidi reeglite punktile 18.