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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Kapazitätsmessgerät für Elektrolytkondensatoren mit Leckagetest. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Messtechnik Einer der häufigsten Gründe für den Ausfall elektronischer Geräte oder die Verschlechterung ihrer Parameter ist eine Änderung der Eigenschaften von Elektrolytkondensatoren. Manchmal greift man bei der Reparatur von Geräten (insbesondere aus der ehemaligen UdSSR), die mit bestimmten Typen von Elektrolytkondensatoren (z. B. K50-...) hergestellt wurden, auf einen vollständigen oder teilweisen Austausch zurück, um die Leistung des Geräts wiederherzustellen von alten Elektrolytkondensatoren. All dies muss aufgrund der Tatsache erfolgen, dass sich die Eigenschaften der im Elektrolytkondensator (genauer gesagt elektrolytisch, weil in der Zusammensetzung Elektrolyt verwendet wird) enthaltenen Materialien unter elektrischen, atmosphärischen und thermischen Einflüssen im Laufe der Zeit ändern. Und damit ändern sich auch die wichtigsten Eigenschaften von Kondensatoren, wie Kapazität und Leckstrom (der Kondensator „trocknet aus“ und seine Kapazität steigt, oft sogar um mehr als 50 % des Originals, und der Leckstrom steigt, also intern Der Widerstand, der den Kondensator überbrückt, nimmt ab), was natürlich zu einer Änderung der Eigenschaften und im schlimmsten Fall zu einem vollständigen Ausfall des Geräts führt.
Wir machen Sie auf ein Diagramm und ein Beispiel für den Aufbau eines Kapazitätsmessgeräts für Elektrolytkondensatoren mit Leckagetest aufmerksam. Ich mache gleich eine Reservierung - die ursprüngliche Idee der Schaltung ist nicht meine, sondern wurde entwickelt [1], ich habe einen Fehler korrigiert, eine eingebaute Kalibrierung und einen Test auf Kondensatorleckage hinzugefügt, eine entwickelt Entwurfsoption und stellte sie mit Abstimmung und Tests her. Die hervorragenden Ergebnisse des Geräts haben mich dazu veranlasst, die Informationen mit Ihnen zu teilen. Der Zähler hat folgende qualitative und quantitative Eigenschaften: 1) Kapazitätsmessung auf 8 Teilbereichen:
2) Beurteilung des Kondensatorleckstroms durch die LED-Anzeige;
Теория Das Wesen des Geräts besteht darin, die Spannung am Ausgang der Differenzierschaltung zu messen, Abb. 1.
Widerstandsspannung: Ur = i*R,
Da die Schaltung differenziert, dann ihr Strom: i \uXNUMXd C * (dUc / dt),
Das Schema wird auf vorgestellt Abb. 2. In der Ausgangsposition wird der getestete Kondensator Cx (oder Kalibrierung C1 bei eingeschaltetem SA2-Kippschalter) über R1 entladen. Der Messkondensator, an dem (nicht direkt am Probanden) die zur Kapazität des Prüflings Cx proportionale Spannung gemessen wird, wird über die Kontakte SA1.2 entladen. Wenn die SA1-Taste gedrückt wird, wird das Subjekt Cx (C1) über die entsprechenden Teilbereichswiderstände (Schalter SA3) R2 ... R11 aufgeladen. In diesem Fall fließt der Ladestrom Cx (C1) durch die VD1-LED, deren Helligkeit es ermöglicht, den Leckstrom (Widerstand, der den Kondensator überbrückt) am Ende der Kondensatorladung zu beurteilen. Gleichzeitig mit Cx (C1) wird auch der Messkondensator C1 (bekanntermaßen gut und mit geringem Leckstrom) über eine stabilisierte Stromquelle VT2, VT14, R15, R2 geladen. VD2, VD3 dienen dazu, die Entladung des Messkondensators durch die Versorgungsspannungsquelle bzw. den Stromstabilisator zu verhindern. Nach dem Laden von Cx (C1) auf den durch R12, R13 bestimmten Pegel (in diesem Fall auf einen Pegel von etwa der halben Spannung der Stromquelle) schaltet der Komparator DA1 die Stromquelle synchron mit Cx (C1) ab Die Ladung von C2 stoppt und die Spannung von ihm ist proportional zur Kapazität des Tests Cx (C1) wird vom Mikroamperemeter PA1 (zwei Skalen mit Vielfachen von 3 und 10, obwohl es auf jede beliebige Skala eingestellt werden kann) über den Spannungsfolger DA2 angezeigt mit einem hohen Eingangswiderstand, der auch eine langfristige Ladungserhaltung auf C2 gewährleistet. Einstellung Beim Einstellen der Position der Kalibriergröße wird der Widerstand R17 in einer beliebigen Position (z. B. in der Mitte) fixiert. Durch den Anschluss von Referenzkondensatoren mit genau bekannten Kapazitätswerten im entsprechenden Bereich kalibrieren die Widerstände R2, R4, R6-R11 das Messgerät – ein solcher Ladestrom wird so gewählt, dass die Referenzkapazitätswerte bestimmten Werten auf dem entsprechen ausgewählte Skala. In meiner Schaltung waren die genauen Werte der Ladewiderstände bei einer Versorgungsspannung von 9 V:
Nach der Kalibrierung wird einer der Referenzkondensatoren zum Kalibrierungskondensator C1. Wenn sich nun die Versorgungsspannung ändert (Änderungen der Umgebungstemperatur, z. B. wenn das fertig getestete Gerät in der Kälte stark abgekühlt wird, werden die Kapazitätswerte um 5 Prozent unterschätzt) oder einfach nur zur Kontrolle der Messgenauigkeit Es genügt, C1 mit dem Kippschalter SA2 zu verbinden und durch Drücken von SA1 mit dem Kalibrierwiderstand R17 PA1 auf den gewählten Kapazitätswert C1 einzustellen. Design Bevor mit der Herstellung des Geräts begonnen wird, muss ein Mikroamperemeter mit geeigneten Maßstäben, Abmessungen und Strom für die maximale Auslenkung der Nadel ausgewählt werden. Der Strom kann jedoch beliebig sein (in der Größenordnung von mehreren zehn, Hunderten von Mikroampere). ) aufgrund der Möglichkeit, das Gerät einzustellen und zu kalibrieren. Ich habe ein Mikroamperemeter EA0630 mit Inom = 150 μA, Genauigkeitsklasse 1.5 und zwei Skalen 0 ... 10 und 0 ... 30 verwendet. Die Platine wurde so konzipiert, dass sie mithilfe von Muttern an den Anschlüssen direkt am Mikroamperemeter befestigt werden kann. Diese Lösung gewährleistet sowohl die mechanische als auch die elektrische Integrität der Struktur. Das Gerät wird in einem Gehäuse geeigneter Abmessungen untergebracht, das ausreicht, um Folgendes unterzubringen (mit Ausnahme des Mikroamperemeters und der Platine): - SA1 - Taste KM2-1 von zwei kleinen Schaltern;
SA1, SA2, SA3, R17, VD1 sind auf der oberen Abdeckung (Panel) des Geräts befestigt und befinden sich über der Platine (die Batterie ist mit einem Drahtrahmen direkt auf der Platine befestigt), aber mit Drähten mit der Platine verbunden. und alle anderen Funkelemente der Schaltung befinden sich auf der Platine (und auch direkt unter dem Mikroamperemeter) und sind über gedruckte Leitungen verbunden. Ich habe keinen separaten Netzschalter vorgesehen (und er würde auch nicht in das ausgewählte Gehäuse passen) und ihn mit den Drähten zum Anschluss des getesteten Kondensators Cx im SG5-Stecker kombiniert. Die „Mutter“ XS1 des Steckverbinders verfügt über ein Kunststoffgehäuse zur Montage auf einer Leiterplatte (sie wird in der Ecke der Platine montiert), und der „Vater“ XP1 wird durch ein Loch am Ende des Gerätegehäuses angeschlossen. Wenn Sie den „männlichen“ Stecker mit seinen Kontakten 2-3 verbinden, wird das Gerät eingeschaltet. Es ist eine gute Idee, einen Stecker (Block) eines bestimmten Designs parallel an die Cx-Drähte anzuschließen, um einzelne versiegelte Kondensatoren anzuschließen. Arbeiten mit dem Gerät Beim Arbeiten mit dem Gerät müssen Sie auf die Polarität der angeschlossenen Elektrolytkondensatoren (Polarkondensatoren) achten. Bei jeder Polarität des Anschlusses zeigt die Anzeige den gleichen Wert der Kapazität des Kondensators an, jedoch bei falscher Polarität des Anschlusses, d.h. „+“ des Kondensators mit „-“ des Gerätes verbunden, zeigt die VD1-LED einen hohen Leckstrom an (nach dem Laden des Kondensators leuchtet die LED weiterhin hell), während bei richtiger Polarität des Anschlusses die LED blinkt und erlischt allmählich, was einen Abfall des Ladestroms auf einen sehr kleinen Wert, fast bis zum vollständigen Abfall, zeigt (sollte 5–7 Sekunden lang beobachtet werden), vorausgesetzt, der zu prüfende Kondensator weist einen geringen Leckstrom auf. Unpolare Nicht-Elektrolyt-Kondensatoren haben einen sehr geringen Leckstrom, was sich am sehr schnellen und vollständigen Erlöschen der LED erkennen lässt. Und wenn der Leckstrom groß ist (der Widerstand, der den Kondensator überbrückt, ist klein), d. h. Ist der Kondensator alt und „fließt“, dann ist das Leuchten der LED bereits bei Rleaks = 100 kOhm sichtbar und bei geringeren Shunt-Widerständen brennt die LED noch heller. Somit ist es möglich, die Polarität von Elektrolytkondensatoren anhand des Leuchtens der LED zu bestimmen: Im angeschlossenen Zustand, wenn der Leckstrom geringer ist (die LED ist weniger hell), entspricht die Polarität des Kondensators der Polarität des Geräts.
Wichtiger Hinweis! Für eine höhere Genauigkeit der Messwerte sollte jede Messung mindestens zweimal wiederholt werden, weil. Zum ersten Mal erzeugt ein Teil des Ladestroms eine Oxidschicht des Kondensators, d. h. Kapazitätswerte werden leicht unterschätzt. Literatur
Veröffentlichung: cxem.net
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