Измерение емкости конденсатора с помощью прибора Е7-20

[Erida 0]

Доброго дня!

Предисловие: При проверке конденсаторов в настройках прибора Е7-20 требуется установить следующие параметры: Предел (предел измерения Z), Уровень (напряжение измерительного сигнала), Частота (рабочая частота), Смещение (напряжение смещения.

В ТУ (например на К53-1А) написано: Контроль емкости производят при подаче на конденсатор пульсирующего напряжения, не превышающего номинального, с амплитудой переменной составляющей частоты 50 Гц.

Номинальное напряжение имеющегося конденсатора (К53-1А 47 мкФ ) 16В.

Необходимо выставить настройки на приборе:

1. Предел - в автоматическом режиме;

2. Уровень < 16 В;

3. Частота - 50 Гц;

4. Смещение - ?

Прошу помощи по данному вопросу и если я в чем то ошиблась прошу объяснить в чем и почему.

Заранее благодарю.

[eurry 15]

Уровень - это амплитудное значение синусоидального напряжения. Напряжение смещения - это уровень постоянного напряжения, на который смещается нулевой уровень синусоидального переменного напряжения (красный график). Зеленый график - без смещения. Переменная составляющая - естественно синусоидальная переменная составляющая. Другая составляющая (при наличии) - это постоянное напряжение смещения.

Напряжение на конденсаторе не должно превышать u(t) = Uсмещ + Um2 (т. е. u(t)max < 16 В) в соответствии с рисунком. А для танталовых лучше вообще некоторый запас взять по прочности, если особых требований нет, т. к. чувствительность к пробою у них повышенная.

Изменено 6 Февраля 2015 пользователем eurry

[Erida 0]

С этим понятно. Вернемся к прибору. УРОВЕНЬ устанавливается в диапазоне от 40 мВ до 1 В. СМЕЩЕНИЕ устанавливается в диапазоне от 0 до 40 В.

У нас ситуация следующая: Мы проверяли конденсаторы К53-1А 16 В 47 мкФ.

1) Устанавливая на приборе УРОВЕНЬ=1 В (Um), СМЕЩЕНИЕ=0 В(Это же не превышает номинальное значение напряжения конденсатора 1В < 16В). При этом значение емкости конденсатора выходит за пределы максимального допустимого отклонения. Мы вынуждены браковать конденсатор.

2) Устанавливая на приборе УРОВЕНЬ=1 В(Um), СМЕЩЕНИЕ=5 В (к примеру)(Это тоже не превышает номинальное значение напряжения конденсатора 6В < 16В). При этом значение емкости конденсатора находится в пределах допустимого отклонения.

ИТАК: 1 Что же нужно выставлять на приборе, чтобы он правильно измерял емкость конденсаторов?

2 Влияет ли величина смещения (при уровне 1 В) на величину емкости конденсатора. Если да, то как влияет?

[scbist 1853]

В первом случае Вы проверяете на переменном токе, во втором - именно пульсирующем, как это и сказано в ТУ.

Конденсатор К53-1А полярный, следовательно не предназначен для работы при обратной полярности напряжения. При смещении 0 В, пол периода на конденсаторе прямое напряжение, пол периода - обратное. При большом напряжении он может даже испортиться.

В Вашем случае надо выставлять напряжение смещения заведомо больше амплитуды измерительного сигнала. Кстати, Вы ничего не сказали про частоту сигнала. Это тоже может повлиять на результат измерений.

[eurry 15]

scbist совершенно верно указал, что конденсатор полярный и напряжение, пусть и пульсирующее, не должно менять знак. Иначе обратно смещенный диод конденсатора (при обычной полярности напряжения) будет смещаться в прямом направлении и приводить в лучшем случае к неправильным результатам измерения, в худшем - также к порче конденсатора. Для правильной интерпретации результатов необходимо выполнить измерения в режимах, указанных в ТУ. При других режимах результаты могут отличаться, например, из-за влияния других составляющих эквивалентной схемы конденсатора.

[Erida 0]

Спасибо за информацию.

На основании ваших советов мы провели исследование конденсаторов К53А при различных значениях СМЕЩЕНИЯ.

Из партии в количестве 600 шт. при СМЕЩЕНИИ = 0 В вышли за пределы допуска 17 шт. (см. Приложение).

Прошу дать объяснение: почему при выполнении условий значения емкости конденсаторов выходят за пределы допуска.

[Erida 0]

В первом случае Вы проверяете на переменном токе, во втором - именно пульсирующем, как это и сказано в ТУ.

Конденсатор К53-1А полярный, следовательно не предназначен для работы при обратной полярности напряжения. При смещении 0 В, пол периода на конденсаторе прямое напряжение, пол периода - обратное. При большом напряжении он может даже испортиться.

В Вашем случае надо выставлять напряжение смещения заведомо больше амплитуды измерительного сигнала. Кстати, Вы ничего не сказали про частоту сигнала. Это тоже может повлиять на результат измерений.

Про частоту я писала в самом начале. 50 Гц как в ТУ - с этим вопросов нет.

[scbist 1853]

Прошу дать объяснение: почему при выполнении условий значения емкости конденсаторов выходят за пределы допуска.

Вы хотите физику явления, или статистику?

Начну с конца. 3% брака это не так много. Думаю, на заводе изготовителе организован не сплошной, а выборочный контроль. Партия бракуется при превышении в выборке определенного количества негодных деталей. На эту тему есть ГОСТы по статистической приемке и т.д. Если для Вашего предприятия это критично, то надо или менять поставщика, или договариваться с ним о другом уровне приемки. Правда, за более жесткие условия придется доплатить.

По поводу физики явлений. Вы наверное заметили, что с увеличением напряжения смещения емкость уменьшается. Если Вы пороетесь в литературе, то найдете зависимости параметров от частоты, температуры, напряжения. Это обусловлено изменением свойств электролита в конденсаторе.

P.S. Прошу прощения за то, что пока обдумывал и писал первый ответ забыл, что про емкость Вы упоминали. Просто у нас контролеры частенько забывали перейти на низкую частоту. Обычно стоит 1000 Гц, и пока на пойдет брак они и не смотрят на это.

[Erida 0]

Хорошо. Но дело в том браковать нам их или нет. это зависит от того, какое смещение мы выставим. Вот мы и пытаемся придти к какому то выводу сколько выставлять это смещение. как праавильно, ведь можно и при 2 В проверять и при 10 В.

Огромное спасибо за советы. Буду рыться в литературе.

[eurry 15]

Судя по фразе из ТУ, приведенной Вами, особых требований к смещению нет. Главное, чтобы общий уровень пульсаций не превышал номинального напряжения. Но учитывая, что танталовые конденсаторы обычно используют с большим запасом по напряжению, я бы без всякой надобности не стал выполнять измерения на пределе. Единственное, необходимо выполнить с некоторым перекрытием требование, которое указал scbist - смещение должно быть заведомо больше амплитуды переменной составляющей (см. красную кривую в моем первом сообщении).

[Логинов Владимир 904]

ГОСТ 28885-90 Конденсаторы. Методы измерений и испытаний

ГОСТ 28896-91 Конденсаторы постоянной емкости для электронной аппаратуры. Часть 1. Общие технические условия

Во втором госте пункт 4.7

Измерительное напряжение не должно превышать 3% от номинального или 5 вольт в зависимости от того, какое из них меньше, если другое не указано в ТУ.

[eurry 15]

ГОСТ 28885-90...

ГОСТ 28896-91...

Надо только уточнить, есть ли в ТУ ссылки на эти документы. Потому как предполагаю, что последний относится к продукции гражданского назначения. В принципе на все методы в ТУ должны быть ссылки.