具有漏电测试功能的电解电容器电容表。方案、说明

具有漏电测试功能的电解电容器电容表。无线电电子电气工程百科全书

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电子设备故障或其参数恶化的最常见原因之一是电解电容器性能的变化。有时，在维修使用某些类型的电解电容器（例如 K50-...）制造的设备（尤其是前苏联制造的设备）时，为了恢复设备的可操作性，他们会采取全部或部分更换的方式旧电解电容器。所有这些都必须完成，因为电解（准确地说是电解，因为组合物中使用了电解质）电容器中包含的材料的特性在电、大气、热影响下随时间变化。因此，电容器最重要的特性，例如电容和漏电流，也发生变化（电容器“干涸”，其电容增大，常常甚至是原来的50%以上，漏电流增大，即内部电容器分流电阻减小），这自然会导致特性发生变化，在最坏的情况下，会导致设备完全故障。

（点击放大）

我们提请您注意带有泄漏测试的电解电容器电容表设计的图表和示例。我会立即预订 - 电路的最初想法不是我的，而是开发的 [1]，我纠正了一个错误，添加了内置校准和电容器泄漏测试，开发了一个设计选项并通过调整和测试进行制造。该设备的优异效果让我与您分享信息。

该仪表具有以下定性和定量特性：

1) 8 个子范围的电容测量：

0 ... 3 µF；
0 ... 10 µF；
0 ... 30 µF；
0 ... 100 µF；
0 ... 300 µF；
0 ... 1000 µF；
0 ... 3000 µF；
0 ... 10000 uF。

2）通过LED指示灯评估电容器漏电流；
3）电源电压和环境温度变化时能够准确测量（仪表内置校准）；
4）供电电压5-15V；
5）电解（极性）电容器极性的确定；
6）静态模式下的电流消耗............不超过6 mA；
7) 电容测量时间.......................... 不超过 1 s ;
8) 电容测量期间的电流消耗随着每个子范围的增加而增加，
但 ................................................. ................................最后一个子范围不超过 150 mA。

Теория

该装置的本质是测量微分电路输出端的电压，如图 1 所示。

电阻电压：Ur = i*R，
其中 i 是通过电路的总电流，R 是充电电阻；

因为电路正在微分，然后它的电流：i \uXNUMXd C * (dUc / dt)，
其中C是电路的可充电电容，但电容器将通过电流源线性充电，即稳定电流：i \uXNUMXd C * const，
表示电阻两端的电压（该电路的输出）： Ur = i*R = C*R*const - 与正在充电的电容器的电容成正比，这意味着通过用电压表测量电阻两端的电压，我们在一定范围内测量所研究的电容。

该方案提出于图。 2.

在初始位置，被测电容器 Cx（或 SA1 拨动开关打开时的校准 C2）通过 R1 放电。测量电容器（不是直接在被测物体上）测量与测试 Cx 的电容成比例的电压，并通过触点 SA1.2 放电。当按下 SA1 按钮时，对象 Cx (C1) 通过相应的子范围（开关 SA3）电阻器 R2 ... R11 充电。此时，充电电流Cx(C1)流经VD1 LED，其亮度使得可以判断电容器充电结束时的漏电流（分流电容器的电阻）。与 Cx (C1) 同时，测量电容器 C1（已知良好且漏电流低）也通过稳定电流源 VT2、VT14、R15、R2 充电。 VD2、VD3分别用于防止测量电容器通过电源电压源和稳流器放电。将 Cx (C1) 充电至由 R12、R13 确定的电平（在本例中为电源电压的一半左右）后，比较器 DA1 与 Cx (C1) 同步地关闭电流源， C2 停止充电，其电压与被测 Cx (C1) 的电容成正比，并通过 DA1 电压跟随器由 PA3 微安表（具有 10 和 2 倍数的两个刻度，但可以调整到任意刻度）指示具有高输入电阻，这也确保了C2上的长期电荷保持。

调整

设置校准位置时，可变电阻R17固定在任意位置（例如中间）。通过连接具有在适当范围内的精确已知电容值的参考电容器，电阻器 R2、R4、R6-R11 校准仪表 - 选择这样的充电电流，以便参考电容值与仪表上的某些值相对应。选定的规模。

在我的电路中，电源电压为 9 V 时充电电阻的准确值为：

范围	充电电阻，kOhm	注意
1	510kΩ	电阻总和 R2,R3
2	113,5kΩ	电阻总和 R4,R5
3	33,0kΩ
4	7,97kΩ
5	2,38kΩ
6	0,628kΩ
7	0,26kΩ
8	0,096kΩ

校准后，其中一个参考电容器成为校准 C1。现在，当电源电压发生变化（环境温度发生变化，例如调试完成的器件在寒冷中强烈冷却时，电容读数被低估了5%）或者只是为了控制测量精度，只需将C1与SA2拨动开关连接，并通过按下SA1，用校准电阻R17将PA1调节至选定的C1电容值。

设计

在开始制造装置之前，需要选择具有合适刻度、尺寸和针最大偏转电流的微安计，但电流可以是任何（数十、数百微安量级））由于可以设置和校准设备。我使用了 EA0630 微安表，Inom = 150 μA，精度等级 1.5，有两个刻度 0 ... 10 和 0 ... 30。

该板设计为使用其引线上的螺母直接连接到微安计。该解决方案确保了结构的机械和电气完整性。该设备放置在尺寸合适的箱子中，足以容纳以下物品（微安表和电路板除外）：

- SA1——两个小型开关的按钮KM2-1；
- SA2——小型拨动开关MT-1；
- SA3 - 12 位紧凑型开关 PG2-5-12P1NV；
- R17 - SP3-9a - VD1 - 任意，我用的是KIPx-xx系列之一，红光；
- 9 伏电池“Korund”，尺寸为 26.5 x 17.5 x 48.5 毫米（不包括触点长度）。

SA1、SA2、SA3、R17、VD1固定在设备的顶盖（面板）上，位于板子上方（电池直接用线框固定在板子上），但用导线与板子连接，电路的所有其他无线电元件都位于电路板上（也直接位于微安计下方）并通过印刷线路连接。我没有提供单独的电源开关（并且它不适合所选的外壳），而是将其与用于连接 SG5 型连接器中的测试电容器 Cx 的电线结合起来。连接器的“母”XS1有一个塑料外壳，用于安装在印刷电路板上（安装在电路板的角落），“父”XP1通过设备外壳末端的孔连接。当将“公”连接器与其触点 2-3 连接时，会打开设备的电源。最好将某种设计的连接器（块）并联到 Cx 线上，以连接各个密封电容器。

使用设备

使用该设备时，需要注意连接电解（有极性）电容器的极性。无论连接的极性如何，指示器都会显示相同的电容器电容值，但连接的极性错误，即将电容的“+”接到器件的“-”，VD1 LED指示有高漏电流（电容充电后，LED持续亮），极性连接正确后，LED闪烁并逐渐熄灭，表明充电电流减小到非常小的值，几乎完全衰减（应观察 5-7 秒），前提是被测电容器具有较低的漏电流。无极性非电解电容的漏电流非常低，这一点从LED非常快且完全的熄灭就可以看出。而如果漏电流较大（并联电容的电阻较小），即如果电容器已老化并“流动”，那么在 Rleaks = 100 kOhm 时 LED 的辉光就已经可见，并且在分流电阻较低的情况下，LED 会变得更亮。

因此，可以通过LED的发光来确定电解电容器的极性：连接时，当漏电流较小（LED较不亮）时，电容器的极性与设备的极性相对应。

用于电解电容器的电容表，带泄漏测试。我的电容表设计版

重要提示！

为了获得更高的读数准确性，任何测量都应至少重复两次，因为。第一次，部分充电电流用于创建电容器的氧化层，即电容读数被稍微低估。

文学

Belza J. Meric electrolytikych kondenzatoru.- Amaterske Radio，1990。N 2，第 49 页。
无线电爱好#5 2000

出版：cxem.net

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