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本帖最后由 浩祺心 于 2013-3-6 15:30 编辑 ) d9 o! Q8 Y h z
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) E/ s- J/ T0 S: X7 y0 X, t! C1 }ESR表是检修电子设备、排除电路故障的强力工具和得力助手------也感谢许老师给我们带来了这么好的宝贝。0 g8 W0 \2 G! n' s* J" W/ _
ESR表生存里有和空间:电容ESR表的作用,用一句话概括,就是用于测量电容ESR值,凭此判断电容(主要是电解电容)的好与坏、正常与否。其功能虽然单一,但实用性很强,对检修电子设备带来莫大的帮助。众所周知,电解电容是电子设备中故障率最高、寿命和可靠性最差的元件之一,而电解电容的寿命在很多时候决定了设备的使用寿命。长久以来,广大电子爱好者普遍缺乏一种有效判别电解电容好坏的检测工具。电容ESR表的出现,正好可以填补这一空白。
& p. J8 M9 a7 C2 _ESR表主要功能和优势:
# x5 Q0 n; d9 i1.鉴别电解电容好坏,判断准确率高
$ \* J) ]( w, l; C1 W, I从前面的介绍可以知道,ESR是直指电容性能缺陷的参数。无论是电解电容漏液、干涸这类常见问题,还是电解液失去活性这种隐蔽问题,都可以通过电容ESR 表检测出来。套用外国一位制作者的话说:可以找出95%以上有问题的电解电容。他没说100%,背后一个重要原因是,电容ESR表(非特殊设计的)不能检出电容两接点之间存在的短路性故障。幸好,电容出现这种短路性故障的概率,远低于电容自身失效的概率。纵使电容出现短路性故障、又或者与其并联的器件出现短路性故障,电路的外在表现将十分明显,容易被普通万用表检查出来。比如,电容两端的电压、直流电阻远低于正常值。
4 x& K$ u! n8 ^! q2.可在路测量,无需将元件拆下,大幅提升检测效率( h) C5 b/ g' b/ F
“在路测量”,是指不将元件从电路板上拆下、又不通电时对元件进行的检测。不少人都知道,常见的二极管、三极管、电阻等分立元件可以用万用表进行在路检测,找出故障元件的成功率还颇高。而电容却不行,因为需要交流信号驱动,万用表对此无能为力。由于电子设备普遍都要使用电解电容,有些设备的使用量甚至超过一百只。在路测量所带来的方便性,使得检修者能够从容应对,大大减轻了工作量,个中意义殊为重要。. i1 R+ V& E% }3 R! c% R7 s
3.体积小、重量轻、耗电省,携带方便,使用简单灵活
C( ? c8 |, T2 h0 @4 _ |& m2 f) k电容ESR表用电池供电,可做成便携式,打开电源开关即可使用,无需繁琐的设置。LCR电桥虽已具备了电容ESR表的功能,但是售价高,测试频率最高仅 1kHz的低档国产LCR电桥售价也要超过千元,让囊中羞涩的爱好者望而却步。LCR电桥大多属于台式仪器,体积大、重量重,而且需外接市电才能工作,使用时拖着一条尾巴,让人觉得处处不便。而手持式LCR电桥的测试电平一般是固定的,典型值为0.3Vrms(即848mVpp)。这样的电平,已达到很多半导体器件的导通阀值,导致在路测量的部分结果变得不可靠。( h# v3 _8 Y3 x5 ^0 h# Z" [, T) J1 M
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量程:
7 v3 d' @2 e/ ]& M6 q1、R测量范围:0.01至18欧- P* D; N; R7 ]
2、C测量范围:0.15u至1000uF
. m5 S4 c( z* ]6 k3、R精度:5%+20毫欧,测了十几个电容或电阻,ESR通通是误差1%+0.01欧以内。长期稳定性没有测试,所以标定为5%
4 g2 L& Z2 b4 i" D4、C精度:72kHz和3kHz同时测量,得到两个电容值。小电容误差也是1%左右误差。随着容量增加,误差变大。
( E8 { r9 U3 Q+ i相对误差表示为3kHz时容量误差可表示为0.05+C/300,72k是电解0.05+C/15,式中C的单位是uF,如果是高Q电容则误差小很多7 Z: B3 s, j) P0 y
容量大了误差变大。6kHz电容测量范围3uF至300uF,72kH测量范围0.15uF至20uF。 创意设计:
$ f+ E3 X' e# H }1、采用单片机端口直接进行同步检波
5 }1 I; y& }1 U9 o4 x2、采用单片机生成方波和精密的同步信号
, L4 k0 ? |) W: i6 ^/ `3、采用类似LCR数字电桥的方法检波。90移相后同步检波,得到电容量。不过,由于采用二线法,容量达到10uF以上,受导线电感影响较大,容量测量精度下降,这个问题得降频率解决,即采用双频法测大电解C与ESR。
# E7 r' g/ N0 f3 T2 Y! ~' \" E4、采用恒阻激励。为解决恒阻激励的非线性问题,把RC对方波响应展开为级数,取级数前现两项计算Rs与Cs,大大提高了2uF以下高Q的CBB电容的测量精度: W/ t6 G/ C! ]& ]
5、使用过采样技术,AD转换器同10bit上升到12比特左右,因此,只需一个量程就实现了0.01至20欧的测量,并且下限有余量。
9 q- |5 R# ]" j# h5 P" G6、带有自动稳零功能,确保零点长时间稳定。运放存在直流零点漂移,单片机端口也有直流漂移。特别是单片机,要驱动升压电路,工作电流大,稳定性受到一些影响,冷态与热态存在2mV级别的漂移。最终反应为开机后,零点会有小量漂移,这对100毫欧以下的ESR的测量很不利。所以,新版程序加入稳零算法。用36kHz频率对72kHz信号同步检波,滤除信号源的影响,而保证单片机状不变,精准测出零点漂移情况,并在软件中修正实现稳零。 % S/ b; q9 p+ n7 h- g7 P
, E8 d( B o# \; t& x" l: L4 L- H o: R; Y. j& J4 ^4 K
我的测试夹具制作
! G3 H9 R' Z5 m# `! x" r5 h4 ?5 {6 S短路清零图 测试1号电容的esr值 2号电容测试 几个取样电阻的 测试
2 G# t* P. l: R' q% d. c; R3号电容测试 - D# p: n, Q3 \" l& R
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7 D5 }# l* f. K- ^调校完,就是打包了,直接装入防静电袋 & j) U( _1 i3 C5 ?- {/ A1 J+ s2 o( e# B
& u, v! _/ ]( p! Q8 n" T注意,如果换了夹具,清按右侧的3个按键中间的那个按键做清零处理。 宝贝不含测试的电池和夹具。需要夹具的联系浩祺心。
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