Измеритель ёмкости Mastech MY-6013A (разгон)

[Serjio]

Изначально мне данный прибор достался в не рабочем состоянии. После восстановления его в рабочее состояние пришла в голову идея изменить максимальную частоту тестового сигнала с 800 Гц до 1000Гц. Ну чтобы подогнать условия измерения к рекомендуемому стандарту.
Первым делом был заменён АЦП в виде кляксы на плате на нормальную микросхему ICL7106CPLZ с установкой панельки под неё. Китайские кляксы работают обычно с частотой тактового генератора примерно 32-33 кГц и с более высокой частотой ведут себя не адекватно.
Частота тактового генератора была изменена с 32768 Гц до 40000 Гц путём замены кварца. Тактовый генератор собран на микросхеме IC5 (CD4069UBE). Кварц был куплен немецкого производства и оказался довольно точным (частота точно 40000 Гц). Фото кляксы и кварца:



После замены кварца максимальная частота тестового сигнала стала 1000.00 Гц и прибор завышал показания примерно в 1.22 раза на всех диапазонах. За точность измерения во всех диапазонах отвечает резистор R13 (стоял изначально 100кОм 1%). Пришлось уменьшить его сопротивление до 78.7 кОм (1%). Фото нового резистора:



После замены резистора показания стали больше похожи на правду.
Далее по конденсаторам с точностью 0.2-0.5% были подстроены диапазоны измерения более точно.
За диапазон до 200 пФ отвечает VR2, за диапазон 2нФ-20мкФ - VR3, за диапазон 200-2000мкФ - VR4, 20000мкФ - VR5.
Все обозначения компонентов согласно печатной платы!
Точность измерений осталась такая же как и была с максимальной частотой тестового сигнала 800Гц.
Осталась одна проблема (которая была и изначально) это последняя цифра при измерении скачет постоянно.
Пока не могу понять причину этого скакания...

[Borodach]

Если бы он ещё и esr научился измерять, то цены бы ему не было, а ведь может ...


https://elwo.ru/publ/skhemy_izmeritelny ... 17-1-0-550

[Serjio]

Если бы он ещё и esr научился измерять

Ни к чему это... баловство это всё...опять вы со своими пробниками...

[Borodach]

"Баловство", это в том случае, если никогда с этими "пробниками" не работал ...

[Растаман]

Интересна разница в показания, при работе на 800 и 1000 Гц. Есть ли смысл в повышении частоты?
Раньше пробовал измерять электролиты на частотах 1 и 2 кГц, изменения в показаниях очень небольшие, в пределах допуска конденсатора.

[Samodelkin]

В "приличных" измерителях ёмкости есть опция измерения на 1 кГц. и 10 кГц.
И должен заметить, что это - необходимость.
Особенно при разработке\ремонте импульсных источников питания.
Актуально в наше время, когда зачастую указанные технические параметры
комплектующих от продавца - просто обман.

[Растаман]

"приличных" измерителях ёмкости есть опция измерения на 1 кГц. и 10 кГц.
И должен заметить, что это - необходимость.

да это понятно. Вопрос в том, насколько меняются показания, при увеличении частоты на 200 Гц.

[Serjio]

Интересна разница в показания, при работе на 800 и 1000 Гц. Есть ли смысл в повышении частоты?

Да не большая разница есть. Но не существенная. На 1000 Гц точнее показывает, но чтобы понять на сколько точнее нужны конденсаторы эталлоные с допуском 0.1%. Просто схемотехника этого прибора разрабатывалась в конце 70-х годов и тогда чёткого стандарта на частоту измерения не было, а сейчас он есть и поэтому нужно его придерживаться.

есть опция измерения на 1 кГц. и 10 кГц.

На 10 кГц смысла нет мерить нет такого стандарта.
До 1000 пФ частота измерения 1Мгц, больше 1000 пФ - 1кГц. Это по стандарту на обычные (не электролиты) конденсаторы.
Изменил технические характеристики прибора...теперь выглядят так:

[Samodelkin]

На 10 кГц смысла нет мерить нет такого стандарта.

Так я разработчик.
И мыслю нестандартно.

[Serjio]

И мыслю нестандартно.

Голландцы (образца 2001 года) из Philips тоже так мыслят:



Но им можно...у них трава забористая...
Кстате с 2006 года в стандарт добавлена частота 100 кГц.
Китайцы уже её пользуют:

[Sulphur]

А мне когда-то стало интересно (у меня подобный по виду измеритель, но ноунейм, модель указана другая, но с такими же частотами), а что же там за сигнал. Прямоугольный (Америка не открыта ). К.З. (duty cycle) - 25% , какая получается скважность - не знаю.

[oldmao]

К.З. (duty cycle) - 25% , какая получается скважность - не знаю.

=4

[Sulphur]

ОФФ. У меня когда-то был мультиметр, в котором была и функция измерения duty cycle. Сразу в процентах и казал.

[Serjio]

у меня подобный по виду измеритель

Да я уже их наверное с десяток разных моделей посмотрел. Но всё равно интересно какой у вас...вдруг я такого не видел ещё...
Схемотехника идентичная, но бывают и отличия и особенно в новых моделях. В тех что с индексом DT вначале уже нет отдельного тактового генератора, а кварц висит прямо на ногах (38,40) АЦП. Китайцы сэкономили одну микросхему.
Кстате ваши странные вопросы навели меня на мысль: кварц то я поменял, а вот конденсаторы нагрузочные в генераторе остались старые от кварца без опознавательных знаков. На новый кварц у меня есть даташит, думаю стоит пересчитать конденсаторы под новый кварц.
Сейчас схема тактового генератора выглядит так:

[Sulphur]

Serjio, вот мой измеритель.

[Serjio]

Такой я уже видел...он уже на SMD компонентах. Кстате у вас уже какая то усечённая версия (наверное более новая)...у того что у меня был ещё слева были прорези для прямого измерения конденсаторов без щупов.

пересчитать конденсаторы под новый кварц.

Конденсаторы пересчитал...получилось С12 - 68пФ, а С13 - 91пФ. Резистор R26 не рассчитывал, хотя думаю его сопротивление можно уменьшить.

[Sulphur]

Куплен давным-давно...

[Serjio]

Сделал держатель под кварц ввиде кольца (из куска золотой проволоки) и припаял к имеющейся на плате площадке под него. Выявилась некоторая странность: думал что корпус кварца должен быть заземлён, но эта площадка соединяется не с землёй, а с минусом источника питания. Теперь на корпусе кварца относительно земли -1 вольт примерно. Вот теперь даже не знаю хорошо это или плохо?



Отрисовал схему аналоговой части прибора. Для упрощения переключатель диапазонов не рисовал, а оставил только диапазон 200 пФ. Но для понимания принципа работы прибора и настройки его этого достаточно.
Кстате самую раннюю схему прибора нашёл от 1983 года. Тогда этот прибор назывался Beckman CM20A. Схема плохого качества, но возможно её тоже отрисую. Там есть некоторые отличия: вместо ключа 4066 используется 4016 и прибор настраивается только одним подстроечным резистором.

[Serjio]

Частота генератора в контрольной точке CL (8 вывод IC5). Измерена с конденсаторами С12 - 68 пФ, С13 - 82 пФ. Думаю оставить так как есть точнее подгонять частоту уже особого смысла нет.



Форма сигнала генератора в той же самой контрольной точке. Попробовал поизменять сопротивление резистора R26 в пределах 12-180 кОм. Особого влияния на частоту (- 10-15 Гц) и форму сигнала он не оказывает, поэтому вернул его сопротивление к изначально установленному (47ком). Он оказывает влияние на уровень сигнала: при 47кОм (на фото) уровень (Vp-p) примерно 4 вольта, а при 180 ком уровень (Vp-p) примерно 5 вольт.



Изменил схему генератора и проставил на ней напряжения. Коденсаторы: 68 пФ - по факту примерно 70 пФ, а 82 пФ - по факту примерно 77 пФ.



Частота сигнала и его форма при измерении конденсатора 33 нФ (на последнем фото). Напряжение на конденсаторе при измерении мультиметром 1.38 вольта.

[Serjio]

Изменил схему генератора. Теперь она соответствует разводке на печатной плате.



Отрисовал схему АЦП согласно печатной плате.

[Serjio]

Продолжим...
Есть проблема с диапазоном 20mF.
В приборе в этом диапазоне установлен отдельный резистор, который отвечает за точность измерения. Маркировка R14 ( 2kF) согласно печатной плате. Даже при закорачивании его прибор завышает показания.
Подобрать этот резистор, чтобы показания более-менее соответствовали реальным можно только примерно до 4000 мкФ.
При установке в прибор конденсатора более 4700 мкФ индикатор показывает превышение диапазона и регулировочный подстроечник (VR5) не помогает. На схеме дорисовал узел измерения 20mF.
Ну и старая проблема с прыгающими цифрами в последнем разряде не решена. Не могу понять откуда эти изменения напряжения попадают на вход АЦП.

[Serjio]

Решил проблему с непостоянными показаниями в последнем разряде. Виновником оказалась TL062C (IC3) неизвестного китайского мастера. Точнее не вся микросхема, а только один ОУ (IC3b), который выдавал вместо отрицательного напряжения на выходе (7 вывод) положительное. При этом при проверке в пробнике ОУ микросхема работает как исправная. Очередной привет от китайских друзей.
На схеме изменил (на 1-ом фото) напряжение на 7 выводе. Ещё отличительная черта дефектной микросхемы - это напряжение на выводах 2,3,5 - 0.03 вольта, а у исправной - 0.00 вольт.
Теперь прибор стал нормально работать в диапазоне 20mF. На фото измерение конденсатора 15000мкФ. Показания занижены, реально его ёмкость больше 15000 мкФ. Но пока ещё не настраивал прибор после замены микросхемы.



Добавлю фото "чудо какой" микросхемы:



Прибор настроил в диапазоне 20mF. Кстате стал работать гораздно лучше чем работал изначально.
На фото сборка конденсаторов 4700 мкФ с реальной ёмкостью 19926 мкФ.

[Serjio]

Резистор R14 (см. схему) установил 150 Ом 1%. Пробовал ещё варианты 200 Ом и 120 Ом. Пытался добиться чтобы точная настройка была примерно при среднем положении VR5, как у подстроечных резисторов VR2-VR4. Не получилось...резистора на 2 кОма явно многовато. Сейчас он повернут примерно на 25% от минимального сопротивления.
Можно было бы поставить и на 1кОм.
Прибор похоже уже собирали из того что было... не особо заморачиваясь с настройкой и подбором деталей.
Кстате в оригинальной инструкции по настройке этого прибора написано, что при настройке используется эталонный конденсатор ёмкостью 19nF и с допуском 0.1%. Интересно было бы на него посмотреть вживую. Знаю что конденсатор посеребрённый, слюдяной, герметичный и стойкий к механическому воздействию. Но вот фото его даже в интернете не нашёл.