Калибровка и тестирование измерителей ESR(ESR meters)

[Borodach]

... вопрос а нужно ли?

Так это, как раз, самый главный вопрос в этой теме ...

[TIGR]

Ув. Yuriy_King Много радиолюбителей попросили передать вам слова благодарности за схему
Посмотрел у себя.Все есть кроме зверьков Q1,Q2.Будем искать.Если не выложите печатку не проблема.
Относительно нулей.Хорошо,когда они есть.Выпаял из дохлого БП качественные конденсаторы Nichicon.Разница по ESR небольшая,а прибор ее видит.Мелочь,но приятно

[Yuriy_King]

Можно попробовать и другие подобные, например:



Главное, чтобы входная емкость была, как можно меньшей. Выделенное красным значение.


И еще очень важно проверяете на нагрев эти ключи. Микросхема начинает сильно греться при частотах более 300 кГц, хотя то паспорту 1 МГц. Все дело в форме сигнала подаваемого на объединенные затворы. С ростом частоты идет "завал" фронтов, увеличивается время переключения и естественно нагрев. Поэтому предельная частота 100 кГц.

Насчет печатки, я в посте от 11 августа на 149 странице темы Измерение и измерители ESR показал фото своих конструкций.
щелкните на фото для увеличения и смотрите. Для последних изменений просверлил 3 отверстия, "раззенковал" фольгу, разместил и соединил тонким луженым проводом все детали. Ушло на монтаж минут 10, а если бы была печатка ...

[oleg63m]

Можно попробовать и другие

можно решить проблему еще более холявным путем. на дохлых материнках полно вот таких(или подобных) драйверов, если воспользоваться, получим отличный выходной каскад на однотипных транзисторах, которые, кстати тоже можно выдрать из той-же платы
дешево и сердито.

Спойлер

если повезет, то по моему и до МегаГегца раскачать можно

Ув. Yuriy_King Много радиолюбителей попросили передать вам слова благодарности за схему

И что-же они такие-сякие сами не написали Юрию в личку и не наставили плюсов в карму, опять вся слава,небойсь, тебе досталась

[Yuriy_King]

Нет эта микросхема не подходит, нужны полевые транзисторы с разными каналами (p-канал и n- канал) в точку соединения истоков.
Извините я привык к старым советским названиям выводов.

[rl55]

Yuriy_King, я вот все-таки не пойму - зачем делать такую относительно сложную схему с ограниченными возможностями в области измерения ЭПС малых емкостей.
Ваша схема способна измерять близкое к истинному полное сопротивление конденсатора, да и то только на синусе.
Ни о каких "нулях" в области малых значений емкостей и речи быть не может.

Да, и все же не в этой теме такие разговоры вести...

[Yuriy_King]

Да схема измеряет комплексное сопротивление любых конденсаторов начиная с 0.1 мкФ, работает на чистом меандре.
Для Керамических конденсаторов 1.0308 мкФ показания прибора 1.705 Ом, для 1.0517 мкФ - 1.665, если нужно Чистое активное сопротивление, то кв.корень из квадрата моих показаний за минусом квадрата емкостных сопротивлений рассчитанных по формуле X1/2пfC.
Такая точность нужна теперь с появлением конденсаторов большой емкости с очень малым 0.001 - 0.005 ESR. Такие конденсаторы стоят, к примеру, в материнских платах возле процессора. Из практики встретился конденсатор емкостью 150.0 мкФ но ESR=0.001 Ом, который ничем нельзя было заменить, пока не нашел с равным 0.001 Ом ESR. И прежде чем менять нужно знать чем менять. А хваленый MASTECH MS5308 не справляется с таким заданием. Наверно у форумчан найдутся и другие примеры из личной практики.

Что касается сложности, лучше один раз потратить несколько дней и затем пользоваться годами.
Кстати для меня это очень простой прибор из моих самоделок.

А встречный вопрос, Зачем мерить ESR малых емкостей ???
Эра бумажных емкостей давно закончилась, а у керамических это сотые и менее доли ома. И те места в схемах, где они стоят, не столь критичны к замене по принципу равной емкости и допустимого напряжения,

[rl55]

Да схема измеряет комплексное сопротивление любых конденсаторов начиная с 0.1 мкФ, работает на чистом меандре.

Все же я сомневаюсь в абсолютной точности измерения полного сопротивления малых емкостей на меандре. В данной схеме сигнал хотя бы интегрируется на измеряемой емкости в отличии от дифференцирования на нагрузочном резисторе с соответствующими выбросами в последовательной схеме измерения. Тут очень сильно имеет значение и тип детектора, его отклик на изменившуюся форму. Т.е., теоретической базы под меандр, думаю, нет.
А как практически это получается, то тут Тигр в этом мастер...

По большим емкостям согласен.

А встречный вопрос, Зачем мерить ESR малых емкостей ???

Это больше к Тигру...
Но реальное и непосредственное измерение ESR в районе 1 мкФ намного удобнее измерения полного сопротивления с вычислением по нему активной части ("в уме" не посчитаешь...) или использования таблиц.

А пленочные иногда увеличивают ЭПС при работе. Был случай в тиристорной электрозажигалке. Там емкость 0,47 мкФ так себя вела. Несколько раз пришлось менять, пока не попалась надежная.

[Yuriy_King]

Не помню кто из Великих сказал - "Практика - критерий истины". Чем словоблудствовать, лучше собери схему проверь, а потом сомневайся.
Я привел схему, приводил осциллограммы, у всех более или менее грамотных вопросы пропали. По приведенным выше цифрам несложно рассчитать, то что Вам нужно от емкости 1.0 мкФ.

[rl55]

Ну какое же у меня словоблудствование? Ты что, не согласен с тем, что я сказал? Не понял твоей агрессии...

PS Ты вот посчитай (раз уже показал свои знания в теореме Пифагора...), какая будет у тебя амплитуда треугольного напряжения на идеальном конденсаторе 1 мкФ (Хс=1,6 Ом на частоте 100 кГц) и прямоугольного на резисторе 1,6 Ом для тока, скажем, +/-0,1 А. Результаты скажут сами за себя.
Если не сможешь, я тебе потом скажу результат.
А на синусоиде они равны.

PS2 Формула для расчета амплитуды U=t*I/C, где t, естественно, половина периода при меандре (здесь будет двойной размах - от пика до пика).

Хотя чего это я - тут ведь только измеряют...
Не известно что и не известно как...

Вот наш болгарский товарищ в соседней теме моё "словоблудие" с полуслова понял, хотя и не столь хорошо владеет русским языком. Зато имеет знания. А тут всё разжевывать надо да еще и обижаются на справедливые замечания...

[TIGR]

начиная с 0.1 мкФ,

Позволю себе воспользоваться редчайшей возможностью задать вопрос по эл.конденсатору 0,1мкФ.Если вас не затруднит,
выложить результат измерения на 100кГц
Спасибо

[Yuriy_King]

После "чистки" своих электролитов ESR метром (выкинул несколько кГ) минимальный оставшийся 0.22 мкФ имеет показания комплексного сопротивления 9.89 Ом. Для примера керамика 0.22 мкФ - 8.36 Ом, 0.1 мкФ - 17.97 Ом.
Точное значение емкостей по MS5308 0.197.77 мкФ и 0.198.78 мкФ соответственно для электролита и керамики. Можете сами пересчитать Rc по формуле.
Поверьте на слово фотографии делать не стал, уже выкладывал более десятка.

[rl55]

Можете сами пересчитать Rc по формуле.

По каким формулам пересчитывать? Я знаю формулу емкостного сопротивления конденсатора для синусоидального тока, которую ты же приводил. Ты знаешь формулу для иной формы тока (прямоугольной в данном случае при треугольном напряжении на конденсаторе...)? И какую частоту надо ставить - основной гармоники? А что с остальными гармониками делать, а ведь они тут весьма заметны. И как тогда такую непонятную величину складывать (геометрически, конечно) с активным сопротивлением (ESR). Прямоугольное напряжение на ESR и треугольное на Хс как сложить? По каким законам? Я вот не знаю. Может ты знаешь? И какое значение напряжения надо при этом измерять - пиковое, средневыпрямленное или нечто среднее между ними.

Да и посчитал ты то, что я просил? Я там добавил в предыдущем сообщении. Стало бы тебе намного яснее.

Я ведь не для того, чтобы кого-то обидеть - просто хочу указать на недопонимание многими элементарных вещей. Ну вижу я сразу многие несуразицы. Может и вам же пригодится в строительстве будущих суперизмеритетелей с умопомрачительными параметрами...
А если я хню спорол - укажите, всегда готов услышать критику. Если вы будете правы, то обязательно признаю свою ошибку. Для меня истина дороже. Тоже Великие говорили...

[Yuriy_King]

Теория верная, только Rc это не вынесенное отдельно сопротивление, а что то находящееся внутри конденсатора и имеющее не емкостной характер. Для примера померил несколько именно электролитических конденсаторов своим прибором и MS5308, до тех пор пока тот еще что то показывает Все измерения на частоте 100 кГц.
Емкость__ мой прибор__ MS5308
22.0______ 0.856______ 0.81 - ESR
68.0______ 0.248______ 0.21 - ESR
100.0______0.076______ 0.071 - Rs значение
220.0______0.764______ 0.732 - Rs значение
150.0______0.001______ 0.014 - Rs значение увеличенное значение, скорее всего от длинных щупов

первые три танталовые, затем обычный, последний LOW ESR
Я считаю эти отклонения от дорогого измерителя вполне приемлемыми для самодельных конструкций.

[rl55]

Теория верная, только Rc это не вынесенное отдельно сопротивление, а что то находящееся внутри конденсатора и имеющее не емкостной характер.

А кто говорит иначе?
Внутри конденсатора оно. И на синусоиде оно однозначно складывается геометрически с емкостным сопротивлением. В результате и имеем полное сопротивление на зажимах реального конденсатора. Да вы это и сами понимаете, я же вижу ваши знания.

Ладно, считать не хотите, тогда озвучу результаты.
При амплитуде прямоугольного измерительного тока плюс/минус 0,1 А на резисторе 1,6 Ом будет прямоугольное напряжение амплитудой 0,16 В. Тут совсем просто.
На идеальной емкости 1 мкФ (которая имеет Хс=1,6 Ом на синусе 100 кГц) будет треугольное напряжение от пика до пика равное 0,5 В.
Амплитуда соответственно 0,25 В.
Ясно, что при применении пикового измерителя он покажет разное значение для одинаковых значений сопротивления 1,6 Ом. Разница существенная - раза в полтора (0,25/0,16 =1,56).

А вот если мы применим измеритель средневыпрямленных значений, то будет для треугольной формы 0,25/2=0,125 В за полупериод при неизменившимся за полупериод значении 0,16 В для прямоугольной формы на резисторе.
Т.е., для данного детектора разница уже заметно меньше (0,125/0,16=0,78). Но все равно процентов 20 есть.

Далее можно добавить немного "пиковости" измерителю, чтобы уровнять эти значения. Разумеется методом тыка, а как иначе в этом случае.
И то, что у вас получается более-менее правдоподобные результаты, то это результат как раз в случайном выборе схемы измерителя. Видимо он измеряет что-то среднее между средневыпрямленным значением и пиковым. При пиковом измерителе возможно бы и заметили несоответствие измерений реалиям.

А что будет на реальном конденсаторе при треугольно-прямоугольной форме напряжения на нем от влияния ESR, то я тут быстро даже и сказать не могу. И какой характер измерителя для этого нужен.
Именно это я имел ввиду, когда говорил об отсутствии теоретической базы под подобное измерение.
Но как для пробника, я не против, только тут уже надо быть осторожным с нулями после запятой...

[TIGR]

150.0______0.001______ 0.014 - Rs значение увеличенное значение, скорее всего от длинных щупов

Китаец на синусе измеряет?

[specialist2]

Китаец на синусе измеряет?

Конечно. На чистом синусе.

[Yuriy_King]

Для примера смотрите следующие осциллограммы:

керамика 4.7 мкФ

электролит 4.7 мкФ

резистор 10.37 Ом, показания прибора ESR = 10.37

биполярный электролит 2.2 мкФ показания прибора ESR = 9.29 ничего более близкого к значению 10 Ом не нашел, т.е. детектор явно не пикового значения.

[TIGR]

Yuriy_King
Спасибо
Еще одно подтверждение,что для измерения низких и экстремально низких значений ESR меандр рулит

[rl55]

А кто спорит, что для больших емкостей меандр не подходит. Я тебе еще больше скажу - любая форма напряжения пойдет, так как на частоте 100 кГц у них можно не учитывать емкостное сопротивление. Форма тока не меняется что на обыкновенном резисторе, что на активном сопротивлении конденсатора. Отсюда и форма кривой до лампочки.
На малых емкостях всё по-другому происходит. Но тебе этого, думаю, так и не суждено понять.
Что ж поделаешь - не всем дано... Не расстраивайся, продолжай свою фотосессию...

т.е. детектор явно не пикового значения.

А какое сопротивление измерителя? На схеме 30 кОм стоит. При таком значении точно почти пиковый. Значение "пиковости" определяет выходное сопротивление по выводу 12 (там резистор внутри МС 1 кОм) и сопротивление измерительной цепи (режим заряда-разряда емкости на выходе).

Я бы еще поизмерял "искусственные" конденсаторы с "ESR", соизмеримым с емкостным сопротивлением. Типа, например, пленочные 1мкФ плюс резистор 1 Ом. Ну и другие разные сочетания. Здесь уже форма напряжения на "искусственном" конденсаторе (емкость плюс резистор) существенно изменися. Вот и измерь отдельно Хс, отдельно добавочный резистор (ESR будет...), по формуле для синуса (а другой и нет...) вычисли полное сопротивление. Потом измерь полное сопротивление этой связки (емкость плюс резистор) своим прибором и сравни этот результат измерения с вычисленным.
Может и заметишь разницу, а может и нет. Х.з., как он там у тебя измеритель усредняет... В этом и неоднозначность меандра при измерении малых емкостей. Теоретически результат непредсказуем. Практически, не спорю, можно и приблизиться близкому результату, но не думаю, что точному.
Я уже писал, что при желании можно сварганить и отрицательное сопротивление... Ну, или нулевое, сверхпроводимость, "чистый ESR" для Тигра...