Измеритель C и ESR

На какой частоте измеряется последовательное эквивалентное сопротивление конденсатора? Эта частота постоянна, при измерении конденсаторов разной емкости? Имеется ли постоянное смещение на конденсаторе, при измерении?
Еще я считаю, не плохо было бы, если б помимо емкости и ESR прибор мерил и утечку конденсатора, если приложить к нему постоянное напряжение.

Бесспорно, прибор, как измеритель ESR, имеет ценность. Прошелся по Яндексу (строка для поиска: Измеритель ESR), за готовый малогабаритный прибор для измерения ESR просят 850 руб.

АК: На какой частоте измеряется последовательное эквивалентное сопротивление конденсатора?
Здесь использован другой принцип измерения ESR - практически на постоянном токе.
Попробую объяснить подробнее, представим УПРОЩЕННУЮ эквивалентную схему замещения эл.конденсатора - собственно идеальный конденсатор С и включенное последовательно с ним сопротивление R . Подключим эту цепь к источнику тока I. В начальный момент напряжение на этой цепочке будет равно U=I*R, потом напряжение будет линейно расти за счет заряда конденсатора U=I*R+I*t/C (t- время). При отключении конденсатора от источника тока напряжение на нем уменьшится на величину I*R. Вот эта величина и измеряется прибором. Зная ток и величину падения напряжения получаем ESR.

Практически это выглядит так - конденсатор предварительно разряжается, включается источник тока 10 мА, оба входа измерительного усилителя подключаются на Сх, делается задержка порядка 3.6 мкс для устранения влияния звона в проводах. Одновременно через ключи DD2.3 || DD2.4 заряжается конденсатор С1, который собственно и запоминает самое большое напряжение, которое было на Cx. Следующим шагом размыкаются ключи DD2.3 || DD2.4 и выключается источник тока. Инвертирующий вход ДУ остается подключенным к Сх, на котором после выключеня тока напряжение падает на величину 10мА*ESR. Вот собственно и все - далее спокойно можно мерять напряжение на выходе ДУ - там два канала, один с КУ=330 для предела 1 Ом и КУ=33 для 10 Ом.
Удачно получилось, что эти же аналоговые цепи используются для измерения емкости .

Следует отметить, что этот принцип измерения ESR не новый, просто встречается не очень часто.
Вот наиболее похожая конструкция http://saint.419.removed.us/esrtest.html, только здесь измерение проводится при включении тока. Аналогичный принцип использовался и в "Цифровом измерителе ESR" С.Бирюкова, Схемотехника 2-3 2006г.

GO: Прибор выключаем, включаем при нажатой кнопке Set и устанавливаем коэффициенты.

Это одноразовая операция или её надо делать в начале каждого цикла измерений?

GO> Подключим эту цепь к источнику тока I. В начальный момент напряжение на этой цепочке будет равно U=I*R,

согласен

GO> потом напряжение будет линейно расти за счет заряда конденсатора U=I*R+I*t/C (t- время).

согласен

GO> При отключении конденсатора от источника тока напряжение на нем уменьшится на величину I*R. Вот эта величина и измеряется прибором. Зная ток и величину падения напряжения получаем ESR.

Вот тут не понял, после отключения заряженного (или частично заряженного) конденсатора от источника тока напряжение на идеальном конденсаторе с включенным последовательно резистором будет держаться сколько угодно долго.
Тут наверное следует сказать, что напряжение на эквивалентной RC цепочке упадет, потому что будет отсутствовать падение напряжение на последовательно включенном эквивалентном резисторе, в следствии отсутствия тока от источника тока. Напряжение же на самом конденсаторе будет оставаться неизменным, что с током, что без тока (если рассматривать идеальный конденсатор и эквивалентный последовательный резистор).

Кажется, разобрался с принципом работы. Значит, прибор меряет малые емкости до тех пор, пока конденсатор не успеет полностью зарядиться за 3.6 мкс, до максимального напряжения источника тока, то есть пока источник тока не выйдет за пределы стабилизации тока в течении заряда конденсатора на протяжении 3,6 мс.
А вот это время 3,6 мс и ток 10 мА, неизменны, для разных величин емкостей?

Mastak: Это одноразовая операция или её надо делать в начале каждого цикла измерений?
Поправочные к-ты устанавливаются один раз при первоначальной настройке прибора.

АК: Значит, прибор меряет малые емкости до тех пор, пока конденсатор не успеет полностью зарядиться за 3.6 мкс, до максимального напряжения источника тока, то есть пока источник тока не выйдет за пределы стабилизации тока в течении заряда конденсатора на протяжении 3,6 мс.
А вот это время 3,6 мс и ток 10 мА, неизменны, для разных величин емкостей?

С измерение ESR у конденсаторов небольшой емкости несколько другая проблема - она связана тем, что конденсаторы успевают набирать заряд быстрее, чем запоминающий конденсатор С1, т.к. он заряжается через сопротивление двух || включеных ключей (это примерно 70 Ом). Т.е. вместо устройства выборки-хранения получается интегратор, отсюда и систематическая ошибка - занижение показаний. Для борьбы с этим надо уменьшать сопротивление открытых ключей и величину С1. Время 3.6 мкс - это примерно 5-кратное с запасом произведение сопротивления каналов ключей на С1, т.е. время за которое С1 должен достигнуть уровня напряжения на Сх. 10 мА тоже фиксированная величина, определяется сопротивлением R2.

GO: То , что получилось в результате - см. на фото.

Супер! Буду повторять обязательно!

Только, вот где ПИК прошить ... Лениво программатор собирать ради одного девайса

Да вы вроде уже озабочивались такой проблемой для другого устройства где-то полгода назад. И я Вам предлагал зайти на работу ко мне и прошить. На Чиппроге 2+ кажется. Насчёт "+" не уверен, лень доставать. Но пики вроде шьёт.

Дмитрий М: Да вы вроде уже озабочивались такой проблемой для другого устройства где-то полгода назад.

Да мне как-то неловко ...

Дмитрий, какие напитки Вы предпочитаете ?

GO: Вот такого зверька видел? Буржуи уже 3 года выпускают.
http://cgi.www.peakelec.co.uk/acatalog/jz_instruments.html
Мыло, кстати, у тебя имеется?

Красивые приборчики, маленькие, и всего две кнопки управления. А я все мечтаю о приборе аналогичному по функциям Е7-8 (пользовались таким, когда я работал на радиозаводе), если б попалась такая разработка (с применением микроконтроллера), то повторил бы.
Вспоминаю Е7-8 (измеритель RLC), если не ошибаюсь в названии, да нет, не ошибаюсь, вот нашел
http://www.priborelektro.ru/price/E7-8.php4?deviceid=514
по фотографии похож. Я так и не смог разобраться с принципом работы, хотя документацию на него читал.
По выше указанной ссылке написано:
Принцип измерения основан на мостовом методе с фазочувствительными детекторами уравновешивания.
Прибор (лично проверял на щупах) проводит измерения на частоте 1кГц - синусоида. К тому же при измерении малых емкостей/индуктивностей, или больших, частота не меняется, меняется только амплитуда синусоиды. Удивлялся, как можно на такой частоте измерить емкость 1 пФ с точностью ±0,01 пФ и индуктивность 1 мкГн с точностью ±0,1 мкГ. Посмотрите в параметрах, по выше указанной ссылке, какая точность измерений, фантастика. Еще скажу, для тех кто не пользовался, прибор меряет, для конденсаторов, еще и тангенс угла диэлектрических потерь (удобно по этому параметру электролиты отбраковывать), а при измерении индуктивностей меряет, то ли эквивалентное сопротивление, то ли эквивалентную проводимость.
Вот бы разобраться с измерительным узлом (мостом) такого прибора, а рассчитать результат измерения и вывести результаты на табло с помощью микроконтроллера сейчас не составит труда. Схемы и описания прибора у меня сейчас нет.

Еще, при измерении емкостей можно вручную менять постоянное напряжение на конденсаторе, так можно изменить емкость варикапа при разных приложенных напряжениях, а также емкости переходов транзисторов. При измерении индуктивностей можно задавать ток подмагничивания.
Недостаток прибора – тяжелый «гроб», как и большинство приборов, разработанных в советские времена. А еще (недостаток), он меряет конденсаторы максимум до 100 мк.

Никто не встречал малогабаритных разработок, работающих по такому же принципу, и которые можно повторить, или купить?
--
А вот Е7-8 крупным планом, фото: http://pribory.spb.ru/E7-8.htm