qatem.ru

Измеритель емкости электролитических конденсаторов с тестом на утечку

Прибор для проверки конденсатора: виды устройств и техника измерений

При ремонте или радиоконструировании часто приходится сталкиваться с таким элементом, как конденсатор. Его главной характеристикой является ёмкость.

Из-за особенностей устройства и режимов работы выход из строя электролитов становится одной из основных причин неисправностей радиоаппаратуры. Для определения ёмкости элемента используются разные приборы для проверки.

Их несложно приобрести в магазине, а можно изготовить и самому.

Конденсатор — электрический элемент, служащий для накопления заряда или энергии. Конструктивно радиоэлемент представляет собой две пластины, выполненные из токопроводящего материала, между которыми располагается слой диэлектрика. Токопроводящие пластины называются обкладками. Они не связаны между собой общим контактом, но при этом каждая имеет собственный вывод.

Конденсаторы имеют многослойный вид, в них слой диэлектрика чередуется со слоями обкладок. Они представляют собой цилиндр или параллелепипед с закруглёнными углами.

Основной параметр электрического элемента — это ёмкость, единицей измерения которой является фарада (F, Ф). На схемах и в литературе радиодеталь обозначается латинской буквой C.

После символа указывается порядковый номер на схеме и значение номинальной ёмкости.

Так как одна фарада — это довольно большая величина, то реальные значения ёмкости конденсатора значительно ниже. Поэтому при записи принято использовать условные сокращения:

• П — пикофарада (pF, пФ);
• Н — нанофарада (nF, нФ);
• М — микрофарада (mF, мкФ).

Принцип работы

Принцип действия радиодетали зависит от вида электрической сети. При подключении к выводам обкладок источника постоянного тока носители заряда попадают на токопроводящие пластины конденсатора, где происходит их накопление.

Вместе с тем на выводах обкладок появляется разность потенциалов. Её значение увеличивается до тех пор, пока не достигнет величины, равной источнику тока.

Как только это значение выровняется, на обкладках перестаёт накапливаться заряд, а электрическая цепь разрывается.

В сети с переменным током конденсатор представляет собой сопротивление. Его величина связана с частотой тока: чем она выше, тем ниже сопротивление и наоборот. При воздействии на радиоэлемент переменной силы тока происходит накопление заряда. Со временем ток заряда уменьшается и пропадает полностью. Во время этого процесса на обкладках устройства концентрируются заряды разных знаков.

Диэлектрик, проложенный между ними, препятствует их перемещению. В момент смены полуволны происходит разряд конденсатора через нагрузку, подключённую к его выводам. Возникает ток разряда, то есть в электрическую цепь начинает поступать накопленная радиоэлементом энергия.

Характеристики и виды

Измерения параметров конденсаторов связаны с нахождением величин их характеристик. Но среди них наиболее важной является ёмкость, которая обычно и измеряется. Эта величина обозначает количество заряда, которое может накопить радиоэлемент. В физике электроёмкостью называют величину, равную отношению заряда на любой обкладке к разности потенциалов между ними.

При этом ёмкость конденсатора зависит от площади обкладок элемента и толщины диэлектрика. Кроме ёмкости радиоприбор характеризуется также полярностью и величиной внутреннего сопротивления. Применяя специальные приборы, эти величины также можно измерить. Сопротивление устройства влияет на саморазряд элемента. Кроме этого, к основным характеристикам конденсатора относят:

1. Сопротивление утечки. Это внутренний импеданс, через который происходит разряд конденсатора, неподключенного к внешней цепи.
2. Эквивалентную индуктивность. Это паразитная характеристика, влияющая на работу элемента на высоких частотах.
3. Эквивалентное последовательное сопротивление (ESR). Состоит из обобщённого сопротивления выводов и обкладок, представляется как резистор, подключённый последовательно с конденсатором.

Классифицируются конденсаторы по разным критериям, но в первую очередь их разделяют по типу диэлектрика. Он может быть газообразным, жидким и твёрдым. Чаще всего в качестве него используются стекло, слюда, керамика, бумага и синтетические плёнки. Кроме того, конденсаторы различаются по способности изменения величины ёмкости и могут быть:

1. Постоянными. Относящиеся к этому виду конденсаторы обладают постоянным значением ёмкости.
2. Переменными. К ним относятся радиоэлементы, величину ёмкости которых можно изменять в процессе работы устройства. Изменение происходит за счёт смены температурного режима, электрических параметров цепи и механических методов.
3. Построечными. Позволяют изменять ёмкость при настройке аппаратуры, при этом элемент не должен быть подключён к источнику питания.

Приборы для измерения

Для измерения параметров конденсаторов используются как специализированные приборы, так и общего применения. Измерители ёмкости по своему типу разделяют на два вида: цифровые и аналоговые.

Специализированные устройства могут измерить ёмкость элемента и внутреннее его сопротивление. Простым тестером обычно диагностируется только пробой диэлектрика или большая утечка.

Кроме этого, если тестер многофункциональный (мультиметр), то им можно измерить и ёмкость, но обычно предел его измерения невысокий.

Таким образом, в качестве прибора для проверки конденсаторов можно использовать:

• ESR или RLC-метр;
• мультиметр;
• тестер.

При этом диагностику элемента прибором, относящемся к первому типу, можно проводить без выпаивания из схемы. Если же используется второй или третий тип, то элемент или хотя бы один из его выводов необходимо от неё отсоединить.

Использование ESR-метра

Измерение параметра ESR очень важно при исследовании конденсатора на работоспособность. Дело в том, что почти вся современная техника является импульсной, использующей в своей работе высокие частоты. Если эквивалентное сопротивление конденсатора велико, то на нём происходит выделение мощности, а это вызывает нагрев радиоэлемента, приводящий к его деградации.

Конструктивно специализированный измеритель представляет собой корпус с жидкокристаллическим экраном. В качестве его источника питания используется батарейка типа КРОНА.

В приборе предусмотрено два разъёма разного цвета, к которым подключаются щупы. Красного цвета щуп считается положительным, а чёрного — отрицательным.

Это сделано для того, чтобы можно было правильно проводить измерения полярных конденсаторов.

Перед измерением ESR сопротивления радиодеталь необходимо разрядить, иначе возможен выход прибора из строя. Для этого выводы конденсатора замыкаются сопротивлением порядка одного килоома на короткое время.

Непосредственно измерение происходит путём соединения выводов радиодетали со щупами прибора. В случае электролитического конденсатора необходимо соблюдать полярность, то есть соединять плюс с плюсом, а минус с минусом. После этого прибор включается, и через некоторое время на его экране появляются результаты измерения сопротивления и ёмкость элемента.

Следует отметить, что основная масса таких приборов изготавливается в Китае. В основе их действия лежит использование микроконтроллера, работой которого управляет программа.

При измерении контроллер сравнивает сигнал, прошедший через радиоэлемент, с внутренним и на основании различий по сложному алгоритму выдаёт данные.

Поэтому точность измерения таких приборов зависит в основном от качества комплектующих, используемых при их изготовлении.

Проверка мультиметром

Мультиметром можно измерить почти все основные параметры, но точность этих результатов будет ниже, чем при использовании ESR-прибора. Измерение с помощью мультиметра можно представить следующим образом:

1. Для увеличения точности результата конденсатор выпаивается из схемы.
2. Мультиметр переключается на режим измерения ёмкости. На панели прибора этот режим изображается символом –|(– или Cx.
3. Выбирается наиболее подходящий диапазон значения. Если при этом возникают трудности, устанавливается максимально возможное значение.
4. Штекеры измерительного провода подключаются к разъёмам COM и VΩmA.
5. Щупами дотрагиваются до ножек конденсатора. В случае необходимости соблюдают полярность.
6. Мультиметр выдаст сигнал на элемент, измерит на нём напряжение и автоматически рассчитает ёмкость.

Применение тестера

Если под рукой не окажется мультиметра, способного измерить ёмкость, то можно провести измерения подручными средствами. Для этого понадобятся резистор, блок питания с постоянным уровнем выходного сигнала и устройство, измеряющее напряжение. Методику измерения лучше рассмотреть на конкретном примере.

Пусть будет конденсатор, ёмкость которого неизвестна. Чтобы её узнать, понадобится выполнить следующие действия:

1. С помощью тестера измеряется напряжение источника питания. Например, эта величина составила 9 вольт.
2. Резистор 1 кОм последовательно соединяется с измеряемым конденсатором, образуя RC-цепочку.
3. Конденсатор закорачивается, а RC-цепочка подключается к источнику питания.
4. С помощью мультиметра замеряется напряжение цепи. Допустим, оно не изменилось и осталось равным девяти вольтам.
5. Вычисляется значение, составляющее 95% от этого напряжения. Для нашего случая это значение равно 8,55 В.
6. На следующем этапе включается секундомер, и одновременно убирается закоротка с конденсатора.
7. Как только тестер покажет напряжение 8,55 В, секундомер останавливается. Пусть это время составит 60 секунд.
8. Используя формулу 3*t = 3*R*C, нужно вычислить ёмкость. Для рассматриваемого примера она составит: C = (60/3)/1000 = 0,02 Ф или 20 000 мкФ.

Такой алгоритм измерения нельзя назвать точным, но общее представление о ёмкости радиоэлемента он вполне способен дать.

Схема самодельного прибора

Если есть познания в радиолюбительстве, можно собрать прибор для измерения ёмкости своими руками. Существует множество схемотехнических решений разного уровня сложности.

Многие из них основаны на измерении частоты и периода импульсов в цепи с измеряемым конденсатором.

Такие схемы сложны, поэтому проще использовать измерения, основанные на вычислении реактивного сопротивления при прохождении импульсов фиксированной частоты.

В основе схемы такого прибора лежит мультивибратор, частота работы которого определяется ёмкостью и сопротивлением резистора, подключёнными к выводам D1.1 и D1.2. С помощью переключателя S1 устанавливается диапазон измерения, то есть изменяется частота. С выхода мультивибратора импульсы поступают на усилитель мощности и далее на вольтметр.

Калибровка прибора проводится на каждом пределе с помощью эталонного конденсатора. Чувствительность устанавливается резистором R6.

Источник: https://220v.guru/elementy-elektriki/kondensatory/proverka-kondensatora-s-pomoschyu-razlichnogo-tipa-priborov.html

Как проверить исправность конденсатора, его емкость и сопротивление

Иногда возникает необходимость проверки электронных элементов, в том числе и конденсаторов.

По разнообразным причинам конденсаторы выходят из строя, это может быть внутреннее короткое замыкание, увеличение тока утечки пробой конденсатора в следствие превышения максимально допустимого напряжения или же обычное уменьшение емкости – причина которая со временем постигает почти все электролитические конденсаторы.

Методы проверки конденсатора, мы рассмотрим, довольно простые, здесь главное умение пользоваться тестером или мультиметром и правильно применять данную инструкцию. Для начала необходимо знать что все конденсаторы разделяются на полярные и неполярные. К полярным относятся электролитические конденсаторы, к неполярным все остальные.

Полярные конденсаторы в схеме должны стоять таким образом чтоб на обозначенном минусовом выводе был минус питания, а на плюсовом контакте плюс, только так ы не иначе.

Если нарушить полярность то минимум что будет это конденсатор выйдет из строя, но при достаточном напряжение он вздуется и взорвется, для того чтоб при аварийной ситуации конденсатор не разрывало на осколки, в импортных конденсаторах, в верхней части корпус сделан с тонкого материала и нанесены специальные разделительные прорези, при взрыве такой конденсатор просто выстреливает вверх и не задевает при этом элементы вокруг себя.

Перед проверкой конденсатор необходимо обязательно разрядить любым металлическим предметом закоротив его выводы, и так перед каждой проверкой.

Если проверяемый конденсатор находится на плате, необходимо хотя бы один его вывод освободить от схемы и приступить тогда уже к замерам. Но так как большинство современных конденсаторов имеют достаточно низкую посадку – лучше конденсатор выпаять полностью.

С помощью мультиметра можно проверить практически любой конденсатор по емкости больше 0.25 микрофарад. Полярность конденсатора обозначена на корпусе в виде поздовжной полосы с знаками минус – это минусовой вывод конденсатора. И так выставляем тестер в режим или прозвонки или сопротивления.

Мультиметр в таком режиме будет иметь на своих щупах постоянное напряжение. Касаемся щупами контактов конденсатора и видим как показатель сопротивления плавно растет – конденсатор заряжается. Скорость заряда будет напрямую зависеть от емкости конденсатора.

Через определенное время конденсатор зарядится и на дисплее мультиметра будет значение “1” или по другому говоря “бесконечность” это уже говорит о том что конденсатор не пробит и не замкнут.

Но если при касание щупами контактов конденсатора мы сразу наблюдаем значение “1” то это говорит об внутреннем обрыве – конденсатор не исправен.

Бывает и другое, значение “000” или близкое очень малое значение которое не меняется (при зарядке) иногда мультиметр пищит, это говорит о пробое или коротком замыкание пластин внутри конденсатора.

Неполярные конденсаторы проверяются довольно просто, тестер выставляем в режим измерения сопротивления (мегаОмы), касаясь щупами контактов конденсатора  – сопротивление должно быть не меньше 2 МегОм. Если наблюдается меньше то конденсатор неисправен, но убедитесь что вы в момент замера не касались пальцами щупов.

Проверяя стрелочным прибором. Суть проверки та же что и мультиметром, но здесь можно уже более наглядно наблюдать процесс зарядки конденсатора потому как мы видим отклонения стрелки а не мигающие цифры на дисплее.

Исправный конденсатор при контакте с щупами, не забываем разряжать, должен сначала отклонить стрелку а затем медленно и плавно возвращать стрелку назад, скорость возврата стрелки будет зависеть от емкости конденсатора. Если стрелка не отклоняется или же отклонившись не возвращается это говорит о явной неисправности конденсатора.

Но если емкость конденсатора очень мала, “зарядки” можно и не заметить – практически сразу же стрелка уйдет в бесконечность, то есть не сдвинется с места. Для конденсатора же более 500 микрофарад – такая картина практически сразу же будет говорить о внутреннем обрыве. Хорошим способом будет проверка заведомо исправного конденсатора (для наглядности) и сравнение с испытуемым.

Такой способ даст возможность более уверено ответить на вопрос – рабочий ли конденсатор? Так как невозможно наблюдать столь быстрый процесс заряда для проверки конденсаторов малой емкости есть специальный способ который с точностью определит нет ли обрыва в нем.

Читайте также:  Увеличение чувствительности приемника

Собирается небольшая схемка состоящая с последовательно соединенных конденсатора, амперметра переменного тока и токоограничительного резистора. Соединенную цепь подключают к источнику переменного напряжения, с напряжением не больше 20% от максимального напряжения конденсатора.

Если стрелка амперметра не отклоняется это говорит об внутреннем обрыве конденсатора Для проверки емкости нам нужно убедится что реальная емкость конденсатора соответствует указанной на его корпусе.

Все электролитические конденсаторы со временем (в процессе работы) “подсыхают” и теряют свою емкость, это естественный процесс и для каждой конкретной схемы существуют свои припуски и отклонения. Проверяют емкость мультиметром в режиме “Cx” выбирают примерную емкость с максимальным пределом.

Конденсатор разряжают об металлический предмет, например пинцет и вставляют в гнездо проверки конденсаторов. Для более точных показаний необходимо следить за тем чтоб в мультиметре стояла новая и не розряженая “крона”.Применяют и специальные приборы внешне схожие с мультиметром, которые специализированы конкретно для проверки конденсаторов и имеют достаточно широкий диапазон измерений емкости, от единиц пикофарад до десятков тысяч микрофарад, не каждый профессиональный мультиметр может похвастаться и половиной того диапазона емкостей.

Но если у вас под рукой нет ни мультиметра ни “микрофарадметра” можно достаточно приблизительно замерить емкость стрелочным омметром.

Как писалось выше, конденсатор заряжают прикасаясь щупами к его контактам – “засекаем” время отклонения стрелки назад и сравниваем время с заведомо исправным (новым) конденсатором, если время сильно не отличается то емкость в пределах нормы и конденсатор исправен.

Таким же способом можно определить ток утечки конденсатора. Для этого конденсатор щупами заряжают до отклонения стрелки назад.

С интервалом несколько секунд (зависит от емкости) щупы прикладывают снова, если стрелка снова проделывает такой же весь путь то это говорит о повышенном токе утечки и уже частичном неисправности конденсатора.

В исправного же конденсатора в течение несколько секунд, чем больше емкость тем больше времени, должен сохранятся “заряд” и стрелка уже не должна показывать столь низкое сопротивление вначале как при первой зарядке.

“Зарядка напряжением”.

Такой способ проверки аналогичной ситуации подходит для более высоковольтных конденсаторов так как на малом напряжение (от тестера) может быть не понятна вся ситуация.

И так суть способа заключается в том что конденсатор заряжают  от источника постоянного напряжения, для этого напряжение выбирают немного меньше максимального и заряжают контакты конденсатора, как правило хватит 1-2 секунды.

После чего “зарядку” отсоединяют и мультиметром измеряют напряжение на контактах конденсатора, оно должно быть практически таким же что и использовалось при зарядке, если это ни так и оно сильно занижено то у конденсатора большой ток утечки и он неисправен.

Мултиметром наблюдают напряжение в течение некоторого времени, конденсатор будит плавно терять напряжение, скорость будит зависеть от емкости и ESR (внутреннего сопротивления).

Как проверить конденсатор без приборов?

В некоторых ситуациях при отсутствие омметра или вольтметра, исправность электролитического конденсатора можно проверить только лишь при наличие источника подходяще допустимого напряжения. Конденсатор в течение 1-2 секунд заряжают, а затем нужно замкнуть его контакты металлической отверткой. У исправного конденсатора должна появится яркая искра. Если же она тусклая или же едва заметная то это говорит о том что конденсатор неисправен и плохо держит заряд.

Источник: http://elektt.blogspot.com/2017/03/proverka-kondensatora.html

Как проверить конденсатор мультиметром

Источник: http://electricvdome.ru/instrument-electrica/kak-proverit-kondensator-multimetrom.html

Измерение емкости электролитических конденсаторов

Источник: http://www.qrz.ru/schemes/contribute/constr/capacity.phtml

Измеритель емкости электролитических конденсаторов с тестом на утечку

Источник: http://promka.at.ua/publ/4-1-0-356

Как проверить электролитический конденсатор и какие инструменты использовать?

Электролитический конденсатор — наименее надежная радиодеталь, именно в нем чаще всего кроется причина неработоспособности электроприбора.

Иногда неисправное состояние данного элемента определяется визуально, но чаще приходится применять специальные методы.

Далее расскажем, как проверить электролитический конденсатор.

Особенности электролитических конденсаторов

В данном элементе роль одной из обкладок играет электролит. Последний бывает двух типов:

1. жидкий: обычно растворенная в воде смесь этиленгликоля, борной кислоты и борнокислого аммония;
2. твердый: вязкая смесь из различных компонентов.

Диэлектриком служит оксидная пленка на поверхности металлической обкладки, образующаяся под влиянием электролита.

Недостаток электролитических конденсаторов — полярность: металлическая обкладка выступает только анодом (подключается к плюсу), электролит — катодом (к минусу).

При обратной полярности оксидная пленка разрушается и в конденсаторе возникает проводимость между обкладками, что провоцирует вскипание электролита с последующим взрывом корпуса.

Эту особенность учитывают при проверке.

Существуют составные электролитические конденсаторы, в которых встречно — последовательно соединены два простых неполярных элемента.

Как проверить конденсатор

Иногда неисправность электролитического конденсатора выявляется без проверки — по вздутию или разрыву верхней крышки. Она намеренно ослаблена крестообразной просечкой и работает как предохранительный клапан, разрываясь при незначительном давлении. Без этого выделяющиеся из электролита газы разрывали бы корпус конденсатора с разбрызгиванием всего содержимого.

Но нарушения могут и не проявляться внешне. Вот какими они бывают:

1. Из-за химических изменений снизилась емкость элемента. Например, конденсаторы с жидким электролитом высыхают, особенно при высокой температуре. Из-за этой особенности для них существуют ограничения по температуре эксплуатации (допустимый диапазон указан на корпусе).
2. Произошел обрыв вывода.
3. Появилась проводимость между обкладками (пробой). Собственно, она существует и в исправном состоянии — это так называемый ток утечки. Но при пробое эта величина из мизерной превращается в значительную.
4. Снизилось максимально допустимое напряжение (обратимый пробой). Для каждого конденсатора существует критическое напряжение, вызывающее замыкание между обкладками. Оно указывается на корпусе. В случае снижения этого параметра элемент при проверке ведет себя, как исправный, потому что тестеры подают низкое напряжение, но в схеме — как пробитый.

Самый примитивный способ проверки конденсатора — на искру. Элемент заряжают, затем замыкают выводы металлическим инструментом с изолированной ручкой. На руки при этом желательно одеть резиновые перчатки. Исправный элемент разряжается с образованием искры и характерного треска, нерабочий — вяло и незаметно.

У данного способа два недостатка:

1. опасность электротравмы;
2. неопределенность: даже при наличии искры невозможно понять, соответствует ли фактическая емкость радиодетали номинальной.

Более информативна проверка с применением тестера. Лучше всего использовать специальный — LC-метр. Он предназначен для замера емкости, причем рассчитан на широкий диапазон. Но многое о состоянии конденсатора расскажет и обычный мультиметр.

Читайте также:  Конструктор осциллографа dso138

Проверка мультиметром

Перед проверкой, конденсатор во избежание порчи мультиметра, необходимо разрядить. Низковольтные разряжают коротким замыканием выводов, высоковольтные — через резистор на 10 кОм, удерживаемый инструментом с изолированными ручками. Конденсаторы на платах разряжают дважды: до и после выпаивания.

Способ проверки зависит от типа мультиметра.

Прибор с функцией измерения емкости

На панели настроек у таких моделей имеется сектор «CX». Диапазон измерений меньше, чем у LC-метра (до 200 мкФ), но для самых распространенных элементов его достаточно.

Проверка выполняется просто:

• переключатель мультиметра устанавливается в сектор «CX» на позицию с числовым значением, ближайшим большим по отношению к ожидаемой емкости;
• выводы конденсатора подносятся к контактным площадкам в секторе «CX» либо их касаются щупами, вставленными в гнезда с такой же пометкой (в зависимости от модели);
• на дисплее отобразится емкость.

Результаты проверки

Электролитические конденсаторы чувствительны к полярности. Гнезда «CX» и контактные площадки помечены значками «+» и «-». Отрицательный вывод конденсатора обозначается галочкой.

Приборы без функции измерения емкости

Такие модели используют в режиме омметра.

Порядок действий:

• черный щуп включают в гнездо «COM» (отрицательный потенциал), красный — в «V/Ω» (положительный потенциал);
• переключатель устанавливают в сектор «Ω» на позицию 2 МОм;
• соблюдая полярность, касаются щупами выводов.

В режиме омметра мультиметр подает на щупы напряжение.

Оно заряжает конденсатор и сопротивление последнего, постепенно нарастает от мизерного до величины свыше 2 МОм или бесконечности (обозначается единицей на дисплее).

Рост сопротивления объективнее всего отражает аналоговый (стрелочный) тестер.

О неисправности свидетельствует такое поведение прибора, когда сопротивление:

• сразу стало бесконечным: оборван вывод;
• остановилось на отметке ниже 2 МОм: конденсатор пробит.

По времени, за которое сопротивление возрастает от минимума до максимума, путем сравнения с заведомо исправными конденсаторами, можно приблизительно определить емкость исследуемого.

Данный метод не подходит для проверки конденсаторов с малой емкостью — 20 мкФ и ниже. Они быстро заряжаются и даже у исправного элемента сопротивление практически сразу становится бесконечным.

Для проверки на обратимый пробой конденсатор подключают к лабораторному источнику постоянного тока с регулятором напряжения, последовательно с ним — мультиметр в режиме амперметра. Напряжение плавно увеличивают до максимально допустимого. Если в течение этого процесса тестер отобразит отличную от нуля силу тока, значит имеет место обратимый пробой.

Как проверить электролитический конденсатор не выпаивая

Проверка конденсатора на плате из-за влияния других компонентов схемы, дает неточный результат. К примеру, при наличии полупроводниковых элементов мультиметр вместо сопротивления конденсатора покажет сопротивление p-n перехода.

Сильно искажают показания обмотки трансформаторов и другие катушки индуктивности.

Для измерений применяют специальные приборы, использующие низкие напряжения. Это исключает повреждение других элементов. Для обычного мультиметра изготавливают приставку — схемы опубликованы в интернете.

Можно проверить радиодеталь следующим способом: параллельно ей впаивается заведомо исправный конденсатор с тем же номиналом. Если схема заработала, значит исследуемый элемент неработоспособен.

Чтобы проверить конденсатор, необязательно располагать специально предназначенным для этого прибором LC-метром. Пригодится и мультиметр. Главное не путать «плюс» с «минусом», если конденсатор электролитический.

Источник: https://proprovoda.ru/elektrooborudovanie/kak-proverit-elektroliticheskij-kondensator.html

Измеритель емкости электролитических конденсаторов с тестом на утечку

Измеритель емкости электролитических конденсаторов с тестом на утечку

Одной из самых нередких обстоятельств выхода радиоэлектронной аппаратуры из строя либо ухудшения ее характеристик является изменение параметров электролитических конденсаторов.

Время от времени при ремонте аппаратуры (в особенности произведенной в бывшем СССР), сделанной с применением неких типов электролитических конденсаторов (к примеру, K50-…), для восстановления работоспособности устройства прибегают к полной либо частичной подмене старенькых электролитических конденсаторов.

Все это приходится делать из-за того, что характеристики материалов, входящих в электролитический (конкретно электролитический, т. к. в составе употребляется электролит) конденсатор, под электронным, атмосферным, термическим воздействиями с течением времени меняются.

И таким макаром важные свойства конденсаторов, такие как емкость и ток утечки — так же меняются (конденсатор «сохнет» и емкость его возрастает, нередко даже более чем на 50% от начальной, а ток утечки увеличивается, т. е. внутреннее сопротивление, шунтирующее конденсатор миниатюризируется), что естественно приводит к изменению черт, а в худшем случае и к полному отказу аппаратуры.

Вашему вниманию предлагается схема и пример конструкции измерителя емкости электролитических конденсаторов с тестом их на утечку.

Сходу оговорюсь — уникальная мысль схемы не моя, а разработана [1], мною была исправлена одна ошибка, добавлена интегрированная калибровка и тест на утечку конденсатора, разработан вариант конструкции и произведено изготовка с настройкой, испытаниями. Красивые результаты работы прибора принудили меня поделиться информацией с Вами.

Измеритель обладает последующими высококачественными и количественными чертами :

1) измерение емкости на 8 поддиапазонах :

0 … 3 мкф; 0 … 10 мкф; 0 … 30 мкф; 0 … 100 мкф; 0 … 300 мкф; 0 … 1000 мкф; 0 … 3000 мкф; 0 … 10000 мкф.

2) оценка тока утечки конденсатора по светодиодному индикатору; 3) возможность четкого измерения при изменении напряжения питания и температуры среды (интегрированная калибровка измерителя); 4) напряжение питания 5-15 В ; 5) определение полярности электролитических (полярных) конденсаторов; 6) ток употребления в статическом режиме………… менее 6 мА; 7) время измерения емкости……………………………… менее 1 с; 8) ток употребления во время измерения емкости с каждым поддиапазоном увеличивается,

но……………………………………………………………………… менее 150 мА на последнем поддиапазоне.

Теория.

Сущность прибора — измерение напряжения на выходе дифференцирующей цепи, рис.1.

Напряжение на резисторе: Ur = i*R,
где i — общий ток через цепь, R — зарядное сопротивление ;

Т. к. цепь дифференцирующая, то ее ток : i = С*(dUc/dt) , где С — заряжаемая емкость цепи, но конденсатор будет линейно заряжаться через источник тока, т. е. стабилизированным током : i = С*const,

означает напряжение на сопротивлении (выходное для этой цепи): Ur = i*R = C*R*const — прямо пропорционально емкости заряжаемого конденсатора, а означает измеряя вольтметром напряжение на резисторе мы измеряем в неком масштабе и исследуемую емкость конденсатора.

Схема представлена на рис. 2.
В начальном положении испытуемый конденсатор Сх (либо калибровочный С1 при включенном переключателе SA2) разряжен через R1. Измерительный конденсатор, на котором (не на испытуемом конкретно) измеряется напряжение, пропорциональное емкости испытуемого Сх, разряжен через контакты SA1.2.

При нажатии кнопки SA1 испытуемый Сх (С1) заряжается через надлежащие поддиапазону (галетный тумблер SA3) резисторы R2 … R11. При всем этом зарядный ток Сх (С1) проходит через светодиод VD1, чья яркость свечения позволяет судить о токе утечки (сопротивлении, шунтирующем конденсатор) в конце заряда конденсатора.

Сразу с Сх (С1) через источник стабилизированного тока VT1,VT2,R14,R15 заряжается и измерительный (заранее исправный и с малым током утечки) конденсатор С2. VD2, VD3 употребляются для предотвращения разряда измерительного конденсатора через источник напряжения питания и стабилизатор тока соответственно.

После заряда Сх (С1) до уровня, определяемого R12, R13 (в этом случае до уровня приблизительно половины напряжения источника питания), компаратор DA1 отключает источник тока, синхронный с Сх (С1) заряд С2 прекращается и напряжение с него, пропорциональное емкости испытуемого Сх (С1) индицируется микроамперметром PA1 (две шкалы со значениями кратными 3 и 10, хотя можно настроить на всякую шкалу) через повторитель напряжения DA2 с высочайшим входным сопротивлением, что также обеспечивает длительное сохранение заряда на С2.

Настройка

При настройке положение калибровочного переменного резистора R17 фиксируется в любым положении (к примеру, в среднем).

Подключая эталонные конденсаторы с точно известными значениями емкости в соответственном спектре, резисторами R2, R4, R6-R11 делается калибровка измерителя — подбирается таковой ток заряда, чтоб эталонные значения емкостей соответствовали определенным значениям на избранной шкале.

В моей схеме четкие значения зарядных сопротивлений при напряжении питания 9 В составили:

Спектр Зарядное сопротивление, кОм Примечания 1 510 кОм сумма сопротивлений R2,R3 2 113,5 кОм сумма сопротивлений R4,R5 3 33,0 кОм 4 7,97 кОм 5 2,38 кОм 6 0,628 кОм 7 0,26 кОм 8 0,096 кОм

После калибровки один из эталонных конденсаторов становится калибровочным С1.

Сейчас при изменении напряжения питания (конфигурации температуры среды, к примеру при сильном охлаждении готового отлаженного прибора на морозе показания емкости у меня выходили заниженными процентов на 5) либо просто для контроля точности измерений довольно подключить С1 переключателем SA2 и, нажав SA1, калибровочным резистором R17 произвести подстройку PA1 на выбранное значение емкости С1.

Конструкция

До производства прибора нужно избрать микроамперметр с подходящей шкалой(-ами), габаритами и током наибольшего отличия стрелки, но ток может быть хоть каким (порядка 10-ов, сотен микроампер) благодаря способности опции и калибровки прибора. Я применил микроамперметр ЭА0630 с Iном = 150 мкА, классом точности 1.5 и 2-мя шкалами 0 … 10 и 0 … 30.

Плата была разработана с учетом того, что она будет крепиться конкретно на микроамперметре с помощью гаек на его выводах, рис.3. Такое решение обеспечивает и механическую, и электронную целостность конструкции. Прибор располагается в подходящий по габаритам корпус, достаточный для размещения также (не считая микроамперметра и платы):

— SA1 — кнопка КМ2-1 из 2-ух компактных тумблеров; — SA2 — компактный переключатель МТ-1; — SA3 — компактный галетный тумблер на 12 положений ПГ2-5-12П1НВ; — R17 — СП3-9а — VD1 — хоть какой, я применил некий из серии КИПх-хх, красноватого цвета свечения;

— 9-ти вольтовая батарея «Корунд» с габаритами 26.5 х 17.5 х 48.5 мм (без учета длины контактов).

SA1, SA2, SA3, R17, VD1 закрепляются на верхней крышке (панели) прибора и размещаются над платой (батарея укрепляется с помощью проволочного каркаса прямо на плате), но соединяются с платой проводами, а все другие радиоэлементы схемы размещаются на плате (и под микроамперметром конкретно тоже) и соединяются печатным монтажом. Отдельного выключателя питания я не предугадывал (ну и в избранный корпус он бы уже не поместился), совместив его с проводами для подключения испытуемого конденсатора Сх в разъеме типа СГ5. «Мама» XS1 разъема имеет пластмассовый корпус для установки на интегральную схему (она устанавливается в углу платы), а «папа» XP1 подключается через отверстие в торце корпуса прибора. При подключение разъема «папа» своими контактами 2-3 включает питание прибора. К проводам Сх параллельно хорошо приладить разъем (колодку) какой-нибудь конструкции для подключения отдельных отпаянных конденсаторов.

Работа с прибором

При работе с прибором необходимо быть внимательным с полярностью подключения электролитических (полярных) конденсаторов. При хоть какой полярности подключения индикатор указывает одно и то же значение емкости конденсатора, но при неверной полярности подключения, т. е.

«+» конденсатора к «-» прибора, светодиод VD1 индицирует большой ток утечки (после заряда конденсатора светодиод продолжает ярко пылать), тогда как при правильной полярности подключения светодиод вспыхивает и равномерно угасает, показывая уменьшение зарядного тока до очень малой величины, фактически до полного потухания (следует следить 5-7 секунд), при условии, что испытуемый конденсатор обладает малым током утечки. Неполярные неэлектролитические конденсаторы имеют очень малый ток утечки, что и видно по очень резвому и полному гашению светодиода. А если же ток утечки велик (сопротивление, шунтирующее конденсатор не достаточно), т. е. конденсатор старенькый и «течет», то свечение светодиода видно уже при Rутечки = 100 кОм, а при наименьших шунтирующих сопротивлениях светодиод пылает еще ярче.
Таким макаром можно по свечению светодиода определять полярность электролитических конденсаторов: при том подключении, когда ток утечки меньше (светодиод наименее ярок) — полярность конденсатора соответствует полярности прибора.

Принципиальное замечание!

Для большей точности показаний хоть какое измерение следует повторять более 2-х раз, т. к. впервой часть тока заряда идет на создание оксидного слоя конденсатора, т. е. показания емкости немножко занижены.

РадиоХобби 5’2000

Перечень радиоэлементов

Обозначение Тип Номинал Количество ПримечаниеМагазинМой блокнот DA1, DA2 МикросхемаК140УД6082 К140УД708 либо КР544Поиск в win-sourceВ блокнотVT1, VT2 Биполярный транзистор КТ315Б 2 Поиск в win-sourceВ блокнотVD2, VD3 Диодик КД521А 2 КД522Поиск в win-sourceВ блокнотС1 Электролитический конденсатор2.

2 мкФ1 Поиск в win-sourceВ блокнотС2 Электролитический конденсатор22 мкФ1 Поиск в win-sourceВ блокнотR1 Резистор 1.

3 Ом 1 Поиск в win-sourceВ блокнотR2, R4, R6 Подстроечный резистор100 кОм3 Поиск в win-sourceВ блокнотR3 Резистор 470 кОм 1 Поиск в win-sourceВ блокнотR5 Резистор 30 кОм 1 Поиск в win-sourceВ блокнотR7, R8 Подстроечный резистор10 кОм2 Поиск в win-sourceВ блокнотR9 Подстроечный резистор2.

2 кОм1 Поиск в win-sourceВ блокнотR10, R11 Подстроечный резистор470 Ом2 Поиск в win-sourceВ блокнотR12, R13 Резистор 1 кОм 2 Поиск в win-sourceВ блокнотR14 Резистор 13 кОм 1 Поиск в win-sourceВ блокнотR15 Резистор 1 МОм 1 В схеме по ошибке указан как R14Поиск в win-sourceВ блокнотR16 Резистор 3 кОм 1 Поиск в win-sourceВ блокнотR17 Переменный резистор6.

8 кОм1 Поиск в win-sourceВ блокнотVD1 Светодиод1 Поиск в win-sourceВ блокнотXP1, XS1 Разьемная пара5 выводов1 Поиск в win-sourceВ блокнотGW1 Батарея питания9 В1 Поиск в win-sourceВ блокнотSA1 Кнопка1 Сдвоенного переключенияПоиск в win-sourceВ блокнотSA2 ТумблерДва положения1 Поиск в win-sourceВ блокнотSA3 ТумблерВосемь положений1 Поиск в win-sourceВ блокнотРА1 Микроамперметр100 — 150 мкА1 Поиск в win-sourceВ блокнотДобавить все

Скачать перечень частей (PDF)

Источник: http://bloggoda.ru/2017/10/26/izmeritel-emkosti-elektroliticheskix-kondensatorov-s-testom-na-utechku/

Источник

Спасибо за ваше внимание к сайту!