Ми поставили за мету максимально об'єктивно з'ясувати, який має бути прилад для вимірювання еквівалентного послідовного опору, щоб їм було максимально зручно та ефективно користуватися спеціалістами з ремонту електроніки.
Вимірювання еквівалентного послідовного опору електролітичних конденсаторів дуже специфічне, багато в чому не схоже на інші види вимірювань, організовані в мультиметрах, адже необхідно вимірювати малі опори відносно високої частоти, ще й не випаюючи зі схеми. Тому навіть накручені мультиметри, які здатні вимірювати ємність та індуктивність, не вимірюють ESR електролітичних конденсаторів.
Щоб вибрати оптимальний з точки зору майстра з ремонту формат або тип приладу для вимірювання ESR, проведемо порівняння 3-х основних варіантів:
- Ручний пробник - індикатор зі світлодіодною індикацією.
- Прилад зі стрілковою індикацією.
- Прилад із цифровою індикацією.
На підставі досвіду користування подібними приладами проаналізуємо деякі критерії порівняння та їх значущість для вимірювання еквівалентного послідовного опору (ESR) електролітичних конденсаторів.
Точність. З досвіду "спілкування" з електролітичними конденсаторами ясно, що несправності, спричинені підвищенням ESR, виявляються, якщо ESR зросте більш ніж у 5-10 разів. Наприклад, за 3 роки експлуатації професійного серверного обладнання ESR електролітичних конденсаторів його одного з блоків живлення зросло в середньому в 5 разів, але при цьому все продовжує працювати без збоїв. Ще зазначено, що прогрів деяких електролітів до 30 – 40 OC знижує ESR приблизно 1,5 разу. Потім, після остигання ESR відновлюється. Таким чином, для цілей діагностики та ремонту виявляється прийнятною похибка 20 – 30%.
Конструкція щупів. Цей цікавий аспект пов'язаний з тим, що необхідно вимірювати низькі значення опорів ще й на високій частоті. Спробуйте виміряти опір в 0,1 Ом через щупи цифрового мультиметра, особливо коли дроти щупів трохи зношені і спостерігається залежність показань від положень проводів. Все це ще посилиться при вимірі на високій частоті. Висока точність приладу буде зведена до мінімуму простим застосуванням дротів. З цієї точки зору необхідно максимально скоротити довжину провідників від приладу до електролітичного конденсатора, що перевіряється. Є варіант компенсації опору застосуванням 4-х провідних щупів, але це ускладнить їхню конструкцію. Варіант використання клем на стрілочнику або цифровику ідеальний тільки для випаяних конденсаторів.
Швидкість читання показань, зручність. Тут є два аспекти:
- Максимальна близькість індикатора до місця вимірювання. Ефект той самий, як дзеркала для водія.
- Швидкість оцінки рівня зі стрілочників та з графічних індикаторів (bar graph display) набагато вища, ніж із цифрових. Тому деякі цифрові прилади додатково оснащуються індикатором рівня у вигляді смужок на дисплеї (див. Рис.1).
Мал.1 Графічний індикатор рівня (bar graph) у мультиметрах
Це, зокрема, дозволяє краще відстежувати швидкі зміни рівня. Найбільшою швидкістю реакції людина має звукові індикатори, що також використовується в цифрових мультиметрах на режимах продзвонювання, але, вважаю, індикувати ESR, скажімо, тоном звукових коливань, це перебір.
Ручний пробник - індикатор на світлодіодах
Позитивні якості:
- Відсутні дроти щупів, (специфіка вимірювання електролітичних конденсаторів ESR така, що найменший знос проводів вже істотно впливає на точність вимірювання).
- З усіх варіантів приладів компактний і малогабаритний.
- Можливість перевіряти конденсатори в платах та монтажі не відриваючи очей від точок підключення щупів, адже малі габарити та світлодіодна індикація цьому сприяють. Тому найвища зручність та швидкість перевірки електролітів.
- Немає потреби в мікроконтролері. Стійкість до падіння, ударів.
Недоліки:
- Трохи складніший, ніж стрілочний через необхідність застосування спеціалізованої мікросхеми світлодіодної індикації.
- Нижча точність, ніж у двох інших, обумовлена обмеженою кількістю світлодіодів індикації.
Стрілковий прилад
Позитивні якості:
- Найпростіший з усіх.
- Немає потреби в мікроконтролері.
Недоліки:
- Великі (порівняно зі світлодіодним) габарити стрілочного приладу не дозволяють його зробити ручним, а це необхідність провідних щупів для перевірки електролітичних конденсаторів у схемах.
- Через застосування стрілочника крихкість, чутливість до падіння.
- Нижче зручність, доводиться переводити очі то на стрілку, то на щупи.
Цифровий прилад
Позитивні якості:
- Найвища точність. Висока точність, якщо це веде до ускладнення схеми, виправдана хіба що для контролю конденсаторів, що випускаються, на заводському конвейєрі.
- Простіше організувати одночасний вимірювання та ємності конденсатора - для ремонту це необхідно набагато рідше, ніж вимірювання еквівалентного послідовного опору, а веде також до ускладнення схеми.
- Стійкість до падіння, ударів.
Недоліки:
- Необхідність застосування провідних щупів для перевірки електролітичних конденсаторів не випаюючи зі схеми.
- Найнижча зручність - цифрові показання читаються довше, ніж світлодіодні та стрілочні.
- Найскладніший варіант для повторення, необхідність мікроконтролера, цифрового дисплея.
Висновки: виходячи з вищесказаного для переважної кількості робіт як на виїзді, так і в майстерні зручний адекватний ручний пробник - індикатор на світлодіодах.
Як кажуть: Це повинен мати кожен! Цифрового приладу достатньо одного на майстерню (групу майстрів) для розбору особливих випадків.
А стрілочники завдяки простоті схеми та конструкції, хороші для повторення початківцями.
Ще характеристики, якими слід мати прилад для вимірювання ESR оксидних електролітичних конденсаторів:
- Можливість та здатність проводити вимірювання не виймаючи конденсатор із схеми. При цьому схема не повинна бути пошкоджена приладом і ланцюги схеми повинні якнайменше впливати на результат вимірювання. Для цього напруга на розімкнених щупах має бути меншою за межі відмикання n-p переходів напівпровідникових компонентів, включаючи переходи Шоттки, тобто не більше 200 мВ.
- Бути портативним, акумуляторним, з часом безперервної роботи не менше 4-х годин.
- Малі габарити та вага.
- Вміти витримувати випадково додані до щупів напруги бажано до 300-350 В (напруга на електролітичному конденсаторі після випрямлення мережі 220 В).
- Частота вимірювання 30 – 100 кГц (робочі частоти більшості імпульсних блоків живлення).
- Діапазон ємностей електролітичних конденсаторів, що перевіряються, від 1 мкФ і до нескінченності.
14 жовтня 2014 р. м. Одеса
