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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK ESR-Messgerät für Oxidkondensatoren. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Messtechnik Der äquivalente Serienwiderstand (ESR oder ESR) eines Kondensators ist sein wichtigster Parameter und bestimmt maßgeblich seine Filter- und Glättungseigenschaften. Der Grund für die Funktionsunfähigkeit verschiedener Geräte ist oft der erhöhte ESR-Wert der darin verwendeten Kondensatoren. Dieser Parameter ist besonders bei Oxidkondensatoren instabil. Sie kann sich im Laufe der Zeit oder bei Temperaturänderungen deutlich nach oben verändern. Dieser Artikel beschreibt ein weiteres ESR-Messgerät. Die Besonderheit des Geräts besteht darin, dass es auf Basis eines kleinen Zifferblattmultimeters Sanwa YX-1000A aufgebaut ist (Abb. 1). Daraus werden das Gehäuse, das Zeigergerät und auch die Ohmmeterskala dieses Geräts verwendet, was die Herstellung der gesamten Struktur vereinfacht.
Das Messintervall reicht von 0 bis 100 Ohm. Die Stromquelle ist eine galvanische Zelle mit einer Spannung von 1,5 V, Größe AA, die Stromaufnahme beträgt 5...7 mA, der Betrieb bleibt erhalten, wenn die Versorgungsspannung auf 1,3 V reduziert wird. Die Wechselspannung an den Sonden beträgt 130 V. .150 mV (abhängig von der Versorgungsspannung), sodass Sie mit dem Messgerät Oxidkondensatoren testen können, ohne sie aus dem zu reparierenden Gerät zu entfernen. Das Schema des Geräts ist in Abb. vier.
Auf dem Transformator T1 und den Transistoren VT1, VT2 ist ein Rechteckimpulsgenerator mit einer Folgefrequenz von ca. 116 kHz aufgebaut. Winding II sorgt für positives Feedback. Mit dem Trimmwiderstand R2 können Sie das Tastverhältnis der Impulse ändern und so deren Symmetrie erreichen. Dies ist wichtig, da sich der Arbeitszyklus auf den vom Gerät verbrauchten Strom auswirkt. Von der Wicklung III gelangen Rechteckimpulse in den Messkreis, bestehend aus den Sonden XP1, XP2, die mit dem zu messenden Kondensator verbunden sind, und dem Widerstand R4, der als Stromsensor dient. Auf der Transistorbaugruppe VT3 ist ein Synchrongleichrichter montiert, ihm werden Steuerimpulse von den Kollektoren der Transistoren VT1 und VT2 zugeführt, die Widerstände R5-R7 begrenzen den Strom, die Kondensatoren C3, C4 glätten die gleichgerichtete Spannung. Durch den Einsatz eines Synchrongleichrichters konnten eine hohe Empfindlichkeit und geringe Verluste der gleichgerichteten Spannung erreicht werden, was wiederum die Verwendung eines galvanischen Elements als Stromquelle ermöglichte. An den Ausgang des Gleichrichters ist ein Zeigergerät PA1 angeschlossen, und ein variabler Widerstand R8 ist ein Kalibrierwiderstand. Beim Anschluss der Sonden an den zu prüfenden Kondensator hängt die Spannung am Widerstand R4 vom ESR des Kondensators ab – je größer der ESR, desto niedriger die Spannung und desto geringer die Abweichung des Pfeils des PA1-Geräts. Wenn der getestete Kondensator geladen wurde, wird der Entladestrom durch den Widerstand R4 begrenzt und die Dioden VD1 und VD2 schützen die Transistorbaugruppe VT3. Da der Widerstand des Mikroamperemeter-Rahmens um ein Vielfaches größer ist als der eingeführte Widerstand des Widerstands R8 und er mit Kupferdraht umwickelt ist, ändert sich bei einer Änderung der Umgebungstemperatur der Strom durch ihn auch bei konstanter Spannung. Daher wird in das Gerät ein Kalibrierwiderstand R8 eingeführt, mit dessen Hilfe bei geschlossenen Sonden der Pfeil des Geräts auf „0“ der Skala eingestellt wird. Da sich der Akku entlädt, ist auch eine Kalibrierung erforderlich. Als Grundlage für den Aufbau des Messgerätes dient das Zeigermultimeter SanwaYX-1000A. Es werden ein Gehäuse und ein Zeigergerät verwendet – ein Mikroamperemeter, das einen Rahmenwiderstand von 876 Ohm, einen maximalen Zeigerausschlagstrom von 146 μA und eine Spannung darüber bei einem maximalen Strom von 130 mV aufweist. Die restlichen Teile sind auf einer Leiterplatte montiert, deren Zeichnung in Abb. dargestellt ist. 3. Es besteht aus einseitiger Glasfaserfolie.
Es wurden feste Widerstände C2-23 verwendet, Abstimmwiderstand - SPZ-3, variabler Widerstand - SP4-1, Kondensator C2 - KT-2 mit TKE nicht schlechter als M75, da dieser Kondensator die Stabilität der erzeugten Frequenz beeinflusst, der Rest - K10 -17. KSA539-Transistoren können durch Transistoren der KT3107-Serie mit den Indizes B, G und E ersetzt werden; es empfiehlt sich, sie mit ähnlichen Stromübertragungskoeffizienten auszuwählen. Es wird nicht empfohlen, die Transistorbaugruppe durch einzelne Transistoren zu ersetzen, da dies eine sorgfältige Auswahl erfordert. Der Transformator ist auf einen ringförmigen Ferrit-Magnetkern mit einer Permeabilität von 1000, einem Außendurchmesser von 10, einem Innendurchmesser von 6 und einer Dicke von 5 mm gewickelt. Vor dem Wickeln werden die Kanten mit Schleifpapier oder einer Feile geglättet. Die Wicklungen I und II werden gleichzeitig mit drei miteinander verdrillten PEV- oder PEL-Wickeldrähten mit einem Durchmesser von 0,1 mm bewickelt. Nachdem 50 Windungen gewickelt sind, werden zwei Drähte gemäß dem Diagramm verbunden – so entsteht Wicklung I. Wicklung III ist mit PEV-2-Draht mit einem Durchmesser von 0,3...0,4 mm gewickelt und enthält 5 Windungen. Die Phasenlage dieser Wicklung kann beliebig sein und beeinflusst nur die Polarität des Anschlusses des PA1-Mikroamperemeters (die Polarität wird im Diagramm bedingt angezeigt). Alle Wicklungen müssen gleichmäßig auf dem Magnetkern verteilt sein. Ein Stück PVC-Rohr, das etwas länger als die Dicke des gewickelten Transformators ist, wird fest in das Loch des Transformators eingeführt. Aus dickem (1 mm) weichem Kunststoff werden zwei Unterlegscheiben mit einem Durchmesser von 10...12 mm ausgeschnitten, zwischen denen der Transformator mit etwas Kraft mit einer M3-Schraube auf der Platine befestigt und die Mutter mit Heißkleber fixiert wird . Alle Teile wurden von der Multimeterplatine entfernt und anschließend als Schablone für die Herstellung einer neuen Leiterplatte verwendet. Widerstand R8 und Netzschalter SA1 werden mit Schmelzkleber an den Seitenwänden des Gehäuses befestigt (Abb. 4).
Der Schalter verwendet einen importierten kleinen Schieber und wird in einem Schlitz im Gehäuse installiert, der für den Trimmerwiderstandsschieber zum Einstellen des Ohmmeter-Nullpunkts vorgesehen ist. Für den Schieber des Widerstands R8 ist ein Loch angebracht. Der Messgrenzschalter des Multimeters wurde entfernt und das entstandene Loch mit einer rechteckigen Platte aus dünnem Fiberglas verschlossen. Die Drähte für die Sonden werden von einem Computer-Netzteil verwendet, an deren Enden zwei lange Stifte mit Köpfen angelötet sind und mehrere Millimeter Drahtisolierung mit Gewinden an den Stiften befestigt und mit Universalkleber imprägniert werden. Wie die Praxis gezeigt hat, erwies sich diese Sondenkonstruktion als recht praktisch. Das Setup beginnt mit der Einstellung der minimalen Stromaufnahme im Stromkreis. Dazu wird ein Amperemeter in Reihe mit der Stromversorgung geschaltet (die Sonden XP1 und XP2 müssen geöffnet sein) und der Trimmwiderstand R2 stellt die minimale Stromaufnahme ein. Dann wird bei geschlossenen Sonden der variable Widerstand R8 verwendet, um die Instrumentennadel auf „0“ der Skala (die Position ganz rechts) zu stellen. Überprüfen Sie die Konsistenz der Gerätemesswerte und den Widerstand der Widerstände, indem Sie Widerstände mit einem bekannten Widerstandswert (von Einheiten bis zu mehreren zehn Ohm) an die Sonden anschließen. Wählen Sie bei Bedarf den Widerstand R4. Wenn die Instrumentenwerte höher sind, installieren Sie einen Widerstand mit einem höheren Widerstand und umgekehrt. Aufgrund der Tatsache, dass die Standard-Multimeterskala verwendet wird, ist die Genauigkeit in den verschiedenen Abschnitten unterschiedlich, sodass Sie auswählen müssen, welcher der Messwerte am genauesten sein soll. Auf dieser Grundlage wird ein Widerstand mit diesem Widerstandswert an die Sonden angeschlossen und die Auswahl des Widerstands R4 auf den Pfeil des Geräts an der diesem Widerstand entsprechenden Markierung eingestellt. Nach Angaben des Autors kann dieser Widerstand 5...6 Ohm betragen. Während des Betriebs des Geräts trat ein Effekt auf, der mit dem Design des Zeigergeräts zusammenhängt. Auf seinem Schutzglas sammelt sich eine Ladung statischer Elektrizität, die den Pfeil an jeder Stelle stoppen kann und so den weiteren Betrieb des Geräts nahezu unmöglich macht. Um diesen Effekt zu beseitigen, wurde eine Modifikation vorgenommen. Wenn die Waage nicht gerade fixiert ist und Wölbungen vorhanden sind, wird sie entfernt, begradigt und mit einer minimalen Menge Kleber festgeklebt. Der Pfeil wird sorgfältig gebogen, sodass er sich in einem minimalen Abstand von der Skala und somit in einem maximalen Abstand vom Schutzglas bewegt. Sinnvoll ist auch der Einbau von Zeigerwegbegrenzern aus Kupferlackdraht 0,2...0,4 mm Stärke, die beidseitig unter den Skalenbefestigungsschrauben befestigt werden. Achtung! Bei der Messung des ESR von Kondensatoren ist Vorsicht geboten, da bei einem geladenen Kondensator die Gefahr eines Stromschlags besteht! Autor: A. Mulyndin, Alma-Ata, Kasachstan
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