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本帖最后由 浩祺心 于 2013-3-6 15:30 编辑 W! B( s! q' `' g( H
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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。
7 X+ W3 S% n# \' N4 oESR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。
4 \2 a, p+ Y( L9 [; Z) \ESR表主要功能和优势:7 Y; x- ~2 i: y: H8 X W" B/ _
1.鉴别电解电容好坏,判断准确率高
$ }6 J. Q# i+ E1 t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。0 o c; T5 b) b# v- z( l3 C
2.可在路测量,无需将元件拆下,大幅提升检测效率 b9 `1 p8 n0 c5 t. n2 h
“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。0 p' ^& `7 o4 q. Q
3.体积小、重量轻、耗电省,携带方便,使用简单灵活$ `! \2 l2 l# C1 B) {7 V
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。
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6 S: y; Z" g4 G) A# ~5 G1 U- B1 \8 B+ G2 P7 Y" z& q ?3 N
+ Z( S9 `1 S% I4 ~5 I" D2 H3 h量程:: E, \7 e" o7 @) F' t1 b
1、R测量范围:0.01至18欧
S( u) J" M/ [% G6 w2、C测量范围:0.15u至1000uF
. }' s4 j- W% V/ V3、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%& J+ j. G5 [! O8 e" N
4、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。
# a! Z0 j3 K4 H: G @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; d, h( F" @! U% S
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:
2 L V6 m, I+ f0 \1 v6 p' }1、采用单片机端口直接进行同步检波$ ~1 b$ n' b% @, D& z! U5 H/ H7 C
2、采用单片机生成方波和精密的同步信号" r$ S, s1 \% K' r( v h! C
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。
, S0 M# J- [2 F- R) p4、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
7 T/ G, Q% h% ~& ^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。/ Z3 `( h/ m3 c! z5 m Y0 J: J: `, s
6、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。 : h3 G4 `9 R; |& ?/ u0 H5 o l1 }
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3 {& Z2 l6 t" y8 Y1 B5 N+ |我的测试夹具制作
4 e# {" S( }- R- O8 T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
3 Q; D0 ]) H1 ^3号电容测试 ) q% S; C/ X& p
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) v9 T- J- N( z1 V" F9 v+ q7 s调校完,就是打包了,直接装入防静电袋 4 p# a1 j2 ^" C! w' D
5 R% P. P4 q0 x' G& w8 G Y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。 # ?) K: e" T! Y1 m" A4 L8 a" \
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