Приветствую, радиолюбители-самоделкины!
Конденсаторы — одни из наиболее часто используемых радиодеталей, наряду с резисторами, поэтому в ходе радиолюбительской деятельности довольно часто приходится проверять их пригодность к работе. Это может быть актуально при использовании не новых элементов, а выпаянных со старых плат — к сожалению, радиодетали в магазинах с каждым годом не дешевеют, отчасти по этому многие не брезгуют использовать для создания самодельных устройств выпаянные б.у. К тому же в последнее время сильно упало качество продаваемых радиодеталей — производители стараются экономить на материалах, а недобросовестные и вовсе продают подделки, поэтому в особо ответственных случаях приходится контролировать качество и только что купленных элементов. В частности, это относится к конденсаторам, ведь если с резисторами всё довольно просто — они либо соответствуют номинальному сопротивлению, либо нет, то с конденсаторами сложнее — помимо ёмкости, которая, кстати, может иметь весьма большой допуск, конденсаторы характеризуются таким параметром как ESR, или внутреннее сопротивление.
Хочется отметить, что данное утверждение верно в первую очередь для электролитических конденсаторов, остальные типы (керамические, плёночные и т.д.) имеет другую внутреннюю структуру, материалы, и как правило ESR у них настолько мал, что им пренебрегают. Чем меньше ESR конденсатора — тем лучше, часто электролитические конденсаторы ставятся в качестве фильтров по питанию, и если ESR конденсатора будет слишком велик, конденсатор не справится с задачей подавления пульсаций, особенно на большой частоте, несмотря на то, что при этом может иметь большую ёмкость. Рост ESR приводит также к нагреву конденсатора, весь при возросшем ESR к конденсатору как будто бы устанавливается последовательно паразитный резистор, и на этом резисторе падает определённое напряжение при каждом цикле заряд-разряд конденсатора. Многие современные мультиметры оснащены дополнительной возможностью измерения ёмкости, однако практически нет моделей, которые ещё измеряли бы и ESR — а это весьма актуальная задача, ведь даже при нормальной ёмкости конденсатор может быть непригоден для работы из-за ESR. Поэтому предлагается для сборки компактный и достаточно точный пробник-измеритель со стрелочной шкалой, по которой будет хорошо видно значение ESR измеряемого конденсатора.
Основой схемы является логическая отечественная микросхема К561ЛН2, представляющая собой 6 логических элементов «НЕ», относится она к семейству КМОП логики. Помимо самой микросхемы присутствует немного обвязки в виде резисторов и конденсаторов. В левый части схемы показано подключение стрелочной головки, там же видны пара диодов — обратите внимание, что диоды должны быть германиевыми, подойдут широко распространённые Д9 с любым буквенным индексом. Сама стрелочная головка может быть рассчитана на ток полного отклонения в 100-500 мкА, таким образом, подойдут практически любые — автор решил использовать компактную головку от старого магнитофона. Наличие проградуированной шкалы на головке не обязательно — при желании в любом случае можно поместить туда свою, распечатанную на принтере в нужном масштабе. Прибор относится к пробникам и назвать его именно измерительным прибором неоправданно, поэтому градуировать шкалу в единицах измерения также не имеет особого смысла, достаточно лишь наглядно видеть угол отклонения стрелки при измерении того или иного конденсатора. Обратите внимание, что стрелочная головка имеет полярность — если стрелка пытается отклонится не в ту сторону, следует поменять местами контакты подключения головки.
На схеме виден подстроечный резистор R1 сопротивлением 1,5 кОм, он необходим для установки значения, при котором стрелка будет полностью отклонятся по шкале. Прибор представляет собой, по сути, измеритель сопротивления в диапазоне от десятых ома до десятка Ом — можно установить настройку так, что стрелка будет отклоняться полностью при 10 Ом ESR, а можно настроить так, что полное отклонение будет уже при 1 Оме — это зависит от того, какая нужна точность и какие конденсаторы будут тестироваться. В качестве эталонов для калибровки пробника можно использовать обычные резисторы со значениями 1-10 Ом. Подстроечный резистор для настройки желательно вывести в удобное место снаружи корпуса, как автор и сделал.
Измеряемый конденсатор на схеме помечен как Сх, к микросхеме он подключается не напрямую, а через конденсатор — это важное условие. Чтобы не наматывать трансформатор самому, автор взял готовый из неисправной лампочки-энергосберегайки, однако можно намотать и самому на ферритовом кольце. Первичная обмотка будет содержать 150 витков проводом 0,1 мм, вторичная 8 витков проводом 0,5 мм, количество витков в обмотках нужно подбирать для достижения наилучшего результата работы схемы в зависимости от марки используемого феррита.
Элементы в обвязке микросхемы можно припаять навесным монтажом прямо на её выводах, а можно и вытравить специально печатную плату, как сделал автор, рисунок печатной платы представлен на картинке выше. Элементы в подключении стрелочной головки, конденсатор и пара диодов, распаиваются прямо на выводах головки. В качестве основы для всей конструкции выступает большой пластиковый пинцет — на одном его конце крепится стрелочная головка, а на двух кончиках пинцета закреплены медные пластинки, с помощью которых очень удобно подключить пробник к измеряемому конденсатору.
Обратите внимание, что данная схема чувствительна к напряжению питания — при его изменении или пульсациях может сбиваться калибровка пробника. Поэтому питать прибор следует стабилизированным источником напряжения, например, от литий-ионного аккумулятора с подключенным импульсным повышающим преобразователем на 5В, в этом случае не стоит жалеть ёмкости по питанию на входе схемы, не помешает также в разрыв одного из питающих проводов установить индуктивность для лучшего подавления пульсаций. Питание от аккумулятора обеспечивает пробнику мобильность — его можно взять с собой куда угодно.
Все электронные части схемы размешаются в диэлектрическом цилиндре, на обратной стороне крепится переменный резистор настройки. Ниже представлены фотографии работы пробника: на картинке ниже щупы замкнуты, стрелка в минимальном положении.
Подключен резистор 0,1 Ом. Как можно увидеть, стрелка заметно сдвинулась.
Подключен резистор 1 Ом.
Таким образом, получился крайне полезный для радиолюбителя прибор, который может стать незаменимым помощником при использовании б.у. конденсаторов. Ниже на картинке показан процесс сортировки, автор протестировал имеющиеся в наличии конденсаторы и отсеял те, у которых превышен ESR.
Источник (Source)
Подборки: Схема Измеритель Конденсатор Микросхема Плата Схема Электроника
Источник: