سایت آموزشی الکترونیک و کامپیوتر اوپن مقاله های آموزشی الکترونیک و کامپیوتر و فن آوری
خازن های الکترولیتی تا حد زیادی قطعات الکترونیکی هستند که زودتر دچار پیری می شوند. اگر تجهیزات الکترونیکی دارید که در طول سال ها عملکرد خود را کاهش داده است، تغییرات عجیبی ایجاد کرده است، که گاهی اوقات به شکست کامل ختم می شود، احتمال اینکه یک یا چند خازن الکترولیتی داخل آن تخریب شده و باعث ایجاد مشکل شده باشد، بسیار زیاد است. خازن های الکترولیتی به روش های مختلفی کهنه می شوند.
آنها می توانند از نظر الکتریکی نشت کنند و باعث ایجاد جریان DC از طریق آنها شود که می تواند آنها را منفجر کند.
آنها می توانند در مقدار ظرفیت جابجا شوند. اما متداولترین روشی که آنها را تخریب میکنند، افزایش بیرویه مقاومت سری معادل آنها است، که مقاومت داخلی نامطلوبی است که به صورت سری با ظرفیت مورد نظر در یک فرکانس مشخص ظاهر میشود.
ESR یک خازن الکترولیتی معمولاً فقط کسر کوچکی از اهم برای یک خازن با ظرفیت بالا و ولتاژ پایین (مانند یک خازن 1000 میکروفاراد، 16 ولت) است و میتواند تا دو یا سه اهم برای یک درپوش با ظرفیت کم و ولتاژ بالا (مانند 1 میکروفاراد 450 ولت) باشد. هنگامی که خازن کهنه می شود، این مقاومت افزایش می یابد و اغلب این کار را به گونه ای چشمگیر انجام می شود که تجهیزات به طور کامل از کار می افتند یا حتی نیمه هادی ها را منفجر می کنند. یافتن خازن هایی که تا 100 برابر مقاومت معمولی خود کاهش یافته اند، در حالی که ظرفیت خازنی آنها خوب باقی می ماند، بسیار رایج است! در یک خازن متر معمولی آنها نزدیک به مقادیر صحیح خود اندازه گیری می کنند، اما آنها کاملاً بد هستند! اینجاست که مدار ESR وارد می شود که مقاومت سری معادل خازن را تقریباً مستقل از ظرفیت خازن اندازه گیری می کند.امکانات اضافی یک متر ESR این است که تقریباً در همه موارد می تواند خازن ها را در حالی که روی مدار هستند هم بررسی کند! این به این دلیل است که یک خازن خوب تقریباً مانند یک اتصال کوتاه اندازه گیری می کند و بنابراین هر قسمت دیگری که به صورت موازی متصل شود حداقل تأثیر را در اندازه گیری خواهد داشت. اینها ویژگی هایی است که ESR متر را به ابزاری غیر قابل تعویض برای عیب یابی تجهیزات الکترونیکی تبدیل می کند.
طرح ارائه شده در اینجا با اعمال یک موج مربعی 50 کیلوهرتز، 200 میلی ولت به خازن تحت آزمایش، به صورت سری با یک مقاومت 10 اهم کار می کند. ولتاژ AC که در آن مقاومت ظاهر می شود اندازه گیری شده و بر روی یک متر نمایش داده می شود. بنابراین کل چیز چیزی نیست جز یک اهم متر ساده که از AC اولتراسونیک برای اندازه گیری به جای DC معمولی که توسط هر اهم متر معمولی استفاده می شود، استفاده می کند. از آنجایی که ولتاژ AC مورد استفاده بسیار کم است، اتصالات نیمه هادی را وارد رسانایی نمی کند، که بیشتر به مناسب شدن این متر برای بررسی خازن های نصب شده در مدار کمک می کند.
یک بخش از تقویت کننده عملیاتی دوگانه توان کم به عنوان یک نوسان ساز موج مربعی استفاده می شود. یک ترانسفورماتور هسته فریت کوچک برای پایین آوردن ولتاژ و ارائه خروجی امپدانس پایین لازم استفاده می شود. یک مقاومت 10 اهم خروجی را برای جذب میخ های القایی از ترانسفورماتور بارگذاری می کند، که می تواند باعث قرائت نادرست خازن های کم ارزش شود. بخش دیگر آپمپ سیگنالی را که از خازن مورد آزمایش عبور میکند، تقویت میکند و خروجی آن از طریق یک پتانسیومتر کالیبراسیون به یک گالوانومتر 50µA اعمال میشود. یک رگولاتور کوچک 5 ولت در حالی که دستگاه از هر چیزی بین 7 تا 15 ولت تغذیه می شود، منبع تغذیه را ثابت نگه می دارد. من کنتور را از اتوبوس 13.8 ولتی که در کارگاه خود دارم تغذیه می کنم، اما اگر ترجیح می دهید، می توانید به جای آن از باتری 9 ولتی استفاده کنید که از طریق سوئیچ وصل شده است. مصرف برق این مدار به قدری کم است که یک باتری 9 ولتی باید حداقل 100 ساعت دوام بیاورد.
ساخت این متر ESR ساده و ساده است. من مدار را روی یک قطعه ضایعاتی از برد پروژه مونتاژ کردم و از یک جعبه پلاستیکی کوچک برای نصب برد و متر استفاده کردم. تنها بخشی که می تواند برای سازندگان بی تجربه مشکل ایجاد کند ترانسفورماتور است. من با استفاده از یک هسته فریت آمیدون، نوع EA-77-188، که یک هسته کوچک دوگانه E با سطح مقطع 22 میلیمتر مربع و ابعاد خارجی حدود 19x16x5 میلیمتر است، ساختم. من از ماسوره نایلونی که آمیدون با آن تحویل می دهد استفاده کردم، یک سیم پیچ اولیه متشکل از 400 دور سیم AWG #36 را پیچاندم و به عنوان ثانویه 20 پیچ سیم AWG #26 را پیچاندم. اگر هسته بزرگتر یا کوچکتری دارید، میتوانید اعداد دور را به نسبت معکوس با سطح مقطع تنظیم کنید. اندازه سیم مهم نیست – گیج هایی که من استفاده کردم حدود 3 یا 4 عدد ضخیم تر از حد لازم هستند، در حالی که این ماسوره فضایی برای سیم دارد که حداقل دو عدد ضخیم تر از مواردی است که من استفاده کردم. بنابراین، شما می توانید از میان حدود 6 گیج سیم مختلف برای هر سیم پیچ، با تأثیر ناچیز بر عملکرد، انتخاب کنید.
با توجه به اینکه ترانسفورماتور بسیار غیر بحرانی است (چون با قدرت بسیار کم کار می کند)، از هر هسته فریت کوچکی که در دسترس دارید، تا زمانی که شکاف هوا نداشته باشد، استفاده کنید. منابع تغذیه PC مرده و مانیتورها یا تلویزیون های قدیمی منابع عالی برای چنین هسته هایی هستند. از هسته آهنی استفاده نکنید، زیرا احتمالاً در 50 کیلوهرتز تلفات بسیار زیادی خواهد داشت.
سرنخ های تست به مدار لحیم شده و با استفاده از چسب ذوب داغ در جای خود ثابت می شوند. لحیم کاری آنها نسبت به استفاده از هر نوع کانکتور بسیار ارجح است، زیرا این متر به راحتی مقاومت کمتر از 0.1 اهم را تشخیص می دهد و یک کانکتور به راحتی می تواند مقاومت خود را بیش از این تغییر دهد! به هر حال، این مجموعه از سرنخ های تست به عنوان سرنخ های جایگزین تستر استاندارد، با پول بسیار کمی خریداری شد.
متر یک متر نسبتاً خوب است که در مقیاس کامل 50 µA درجه بندی شده است، که من آن را در دست داشتم. اگر یک متر VU ارزان پیدا کردید که به خوبی کار می کند، البته می توانید از آن استفاده کنید. اگر ترجیح می دهید از یک متر 100μA استفاده کنید، R11 را به 50k تغییر دهید. من از تریمپات برای R11 استفاده کردم، اما ممکن است بخواهید به جای آن از یک پتانسیومتر نصب شده روی پانل استفاده کنید، که در صورت ناپایدار بودن متر شما، امکان تنظیم دقیق نقطه تمام مقیاس را فراهم می کند. اگر از یک متر ارزان استفاده می کنید این را توصیه می کنم.
کالیبراسیون
با استفاده از مقیاس اصلی گالوانومتر، پیچ تنظیم آن را برای موقعیت صفر دقیق تنظیم کنید. با روشن شدن مدار، سیم های آزمایش را با هم کوتاه کنید و R11 را دقیقاً برای خواندن در مقیاس کامل تنظیم کنید. حالا درپوش جلوی متر را بردارید، یک مداد و چند مقاومت در محدوده 1 تا 22 اهم یا بیشتر بگیرید. با استفاده از مقاومت ها به عنوان اشیاء آزمایشی، انحرافات مربوطه را در مقیاس متر مشخص کنید. اگر این ترازو خام را به صورت دستی به طور نامحدود نگه دارید، یا اگر از آن به عنوان الگویی برای ترسیم مقیاس قطعی روی رایانه استفاده می کنید، آن را چاپ کرده و در متر نصب کنید، انتخاب شماست. من دومی را انجام دادم و می توانید نتایج را در بالای این صفحه مشاهده کنید.