Ujemna wartość ESR w kondensatorze stałym 22µF/250V - pomiar, przyczyny i możliwe konsekwencje

Taki dziwny przypadek się trafił. Mierzę ESR stałych kondensatorów w zwrotnicy kolumny. Jest ich kilka, wartości od 4,7-100µF/35V.
Poza jednym, wszystkie inne mają ESR prawidłowe, ale ten jeden 22µF/250V ma wartość ujemną -0,108Ω. Wartość trochę pływa. Najpierw była -0,06Ω, a potem powoli rosła.

Pojemność prawidłowa 22,4µF.
Wiek pacjenta ze 30lat.
Dostał reumatyzmu i czas na wymianę?



EDIT: został do pomiaru wylutowany - nic się po tym nie zmieniło.

Moim zdaniem czas na jego amputację, i wszczep nowego.

PS.
Przy okazji - tak z ciekawości mam pytanie.
Jak się sprawuje ten miernik - MESR-100?

Kondensatory foliowe mają bardzo małe ESR i nie psuje się on z czasem. Jakie są wyniki pomiaru pozostałych kondensatorów? pozostałe też foliowe, czy elektrolityczne?
Kondensatory MKT w zwrotnicy powinny być wieczne, tylko te w obwodach sieci energetycznej ulegają degradacji.


Nie ma czegoś takiego jak ujemny ESR, miernik źle mierzy, pozostaje pytanie dlaczego źle mierzy.

Miernik działa. Wadą jest, że nie ma pomiaru pojemności. Kupiony niedawno u chińczyka V3.1.
Można sprawdzać bez wylutowania C.

misiek1111 napisał:

...
Poza jednym, wszystkie inne mają ESR prawidłowe...

Czyli chyba mierzył wszystkie?

Dodano po 7 [minuty]:

misiek1111 napisał:

Miernik działa. Wadą jest, że nie ma pomiaru pojemności...

Ups - to przy tej kwocie jest rzeczywiście wadą.

Przeoczyłem jeszcze jednego żółtego MKT 3,3µF/250V. Też ma ujemną wartość. Wszystkie C są stałe.

jarek_lnx napisał:

Jakie są wyniki pomiaru pozostałych kondensatorów?

Wartości tych brązowych walców są grubo poniżej normy.

A spróbuj tym miernikiem zmierzyć jakąś cewkę. Może też pokaże ujemne ESR.

Sprawdziłem kilka cewek o małych rezystancjach, ale pokazuje zawsze >10Ω, także na tych ze zwrotnicy.

Proponuję zacząć od wykonania procedury kalibracji tego urządzenia.

Na tej cewce to może pokazuje jej reaktancję. Nie wiem jaka jest metoda pomiaru tego miernika, ale widocznie ma problem w odróżnianiu reaktancji od rezystancji. Dodając do tego dość wysoką częstotliwość pomiarową to mogą wychodzić cuda.

A co pokazuje na zwartych zaciskach?

Kiedy mówimy o miliomach, trzeba zwrócić uwagę na te tanie stalowe krokodylki których rezystancja styku może będzie większa niż ESR dobrego kondensatora.

A rozładowywałeś najpierw ten kondensator przed pomiarem? Radziłbym zewrzeć najpierw wyjścia pacjenta i zrobić pomiar ponownie jeśli wyjdzie ujemny, zewrzyj przewody miernika i zrób pomiar, jak pokaże wynik ujemny to kalibracja bezwzględna.

jarek_lnx napisał:

trzeba zwrócić uwagę na te tanie stalowe krokodylki

Racja.
Niewykluczona jest też taka możliwość, że błędne działanie tego urządzenia wynika z nieudanej kalibracji w wyniku zaś słabego styku tychże krokodylków zwieranych podczas tej procedury.
Do prawidłowej kalibracji niezbędne jest połączenie niemalże idealne i mające pomijalnie małą rezystancję.

@misiek1111
Przeprowadź kalibrację z użyciem zwory zrobionej najlepiej z tzw. grzebienia typu gold pin, a wetkniętej w gniazdo znajdujące się poniżej gniazd sond pomiarowych (niewidoczne na zamieszczonych tu zdjęciach).
Zamieszczam zdjęcie orientacyjne, oczywiście drugie końce należy ze sobą połączyć.

Mateusz_konstruktor napisał:

jarek_lnx napisał:

trzeba zwrócić uwagę na te tanie stalowe krokodylki

Racja.
Niewykluczona jest też taka możliwość, że błędne działanie tego urządzenia wynika z nieudanej kalibracji w wyniku zaś słabego styku tychże krokodylków zwieranych podczas tej procedury.

Takie zjawisko występuje i wiem o tym podczas zerowania.

Za półtora tygodnia dopiero próby. Powinienem mieć do testów nowe MKT i MKP.

misiek1111 napisał:

Taki dziwny przypadek się trafił. Mierzę ESR stałych kondensatorów w zwrotnicy kolumny. Jest ich kilka, wartości od 4,7-100µF/35V.
Poza jednym, wszystkie inne mają ESR prawidłowe, ale ten jeden 22µF/250V ma wartość ujemną -0,108Ω. Wartość trochę pływa. Najpierw była -0,06Ω, a potem powoli rosła.

Miernik może i prawidłowo mierzy, ale na pewno nieprawidłowo przelicza zmierzone wartości i to co wyliczy bezrefleksyjnie wyświetla na ekranie wprowadzając cię w błąd.
Aby to potwierdzić, wystarczy podłączyć ten kondensator do prawdziwego mostka RLC i od razu wyjdzie jak jest. Ujemny ESR nie jest możliwy, bo każdy kondensator rzeczywisty ma szeregową rezystancję o dodatniej wartości.

Reasumując: miernik raczej do wymiany, ale co najmniej do porównania z jakimś fabrycznym dla referencji. Miernik, który obrazuje fałszywie mierzone parametry jest w zasadzie bezużyteczny.

misiek1111 napisał:

Miernik działa. Wadą jest, że nie ma pomiaru pojemności. Kupiony niedawno u chińczyka V3.1.
Można sprawdzać bez wylutowania C.
Odpowiedziałeś sobie sam, dlatego tak wyszło bo nie odłączyłeś kondensatora z układu. Nie biorę pod uwagę że przyrząd zły.

klamocik napisał:

misiek1111 napisał:

Miernik działa. Wadą jest, że nie ma pomiaru pojemności. Kupiony niedawno u chińczyka V3.1.
Można sprawdzać bez wylutowania C.
Odpowiedziałeś sobie sam, dlatego tak wyszło bo nie odłączyłeś kondensatora z układu. Nie biorę pod uwagę że przyrząd zły.

Wiesz, mimo wszystko co jest na rzeczy. Ja używam innego miernika ESR -in circuit Micro v.5.0:


Kondensatory wlutowane w PCB mierzy prawidłowo. Błąd w takiej sytuacji się może czasami pojawić, ale nigdy nie będzie to ujemna wartość. Więc myślę, że jednak coś tam w nim jest nie do końca prawidłowo wymyślone.

To jest zdjęcie padliny, aby pokazać, że miernik pokazuje uszkodzenie. Widać nawet wybrzuszenie na górze C.

Inne C mierzy normalnie, tylko te żółte MKT źle.
Testy w przeszłym tygodniu - możliwe, że konektorki wprowadzają błąd.

^ToM^ napisał:

Kondensatory wlutowane w PCB mierzy prawidłowo. Błąd w takiej sytuacji się może czasami pojawić, ale nigdy nie będzie to ujemna wartość. Więc myślę, że jednak coś tam w nim jest nie do końca prawidłowo wymyślone.

misiek1111 napisał:

EDIT: został do pomiaru wylutowany - nic się po tym nie zmieniło.

Ładne, ale ciężko wysłać przelew...

@misiek1111
Zmierz też kilka kondensatorów elektrolitycznych typu low-ESR o pojemności najlepiej minimum 1000µF.
Dla tej pojemności parametr ESR jest zbliżony do zera.
W przypadku faktycznego istnienia przesunięcia zera tego testera, zapewne będziesz miał tak samo podawany wynik ujemny.

Przy kilku-kilkunastu omach łatwo to zmierzyć. Ale przy dziesiątkach miliomów miernik musi być dobrze wyzerowany a rezystancja styku mała i stabilna. W lepszej klasy sprzętach są zaciski Kelvina, co eliminuje wpływ rezystancji styku na pomiar.

Problem z ESR znany jest z kondensatorów elektrolitycznych gdzie elektrolit stanowi dużą oporność zależną od temperatury, ponadto elektrolit wyparowuje z czasem, przez co pojemność spada a ESR rośnie. W kondensatorach foliowych nie ma nic takiego.

Przeciętny, byle jaki kondensator MKT, ma ESR na poziomie który ledwo osiągają najlepsze elektrolityczne polimerowe Low-ESR. Elektrolityczne "mokre" Low-ESR tego poziomu nie osiągają.
ESR zwykłego MKT

To właśnie MKT może robić za wzorzec kondensatora w którym ESR jest prawie zerowy.

misiek1111 napisał:

Ładne, ale ciężko wysłać przelew...

Można kupić u sympatycznego człowieka za złotówki:
Link
Jak nie ma na stanie to trzeba pytać, na maila tam podanego.

@jarek_lnx

misiek1111 napisał:

Za półtora tygodnia dopiero próby. Powinienem mieć do testów nowe MKT i MKP.

Chodzi mi o to, że w tym konkretnym przypadku wystarczy nam test z użyciem popularnego modelu kondensatora zamiast oczekiwania na ideał.
Tu mamy obraz przesunięcia tak ogromnego, że dokładność rzędu nawet tylko 0,5Ω i tak da nam niezbędne dane wyjściowe.
Najzwyczajniej w świecie: sprawdzimy czy wynik podawany przez tester jest faktycznie podawany z przesunięciem zera.

Ale jestem 1,5kkm od miernika

jarek_lnx napisał:

Kondensatory foliowe mają bardzo małe ESR

Miernik podaje inną informację, patrz zdjęcia zamieszczone poniżej.

Mateusz_konstruktor napisał:

Miernik podaje inną informację, patrz zdjęcia zamieszczone poniżej.

MKSE-011 których używałem miały kiepski styk folii metalizowanej z elektrodami, więc mnie to nie dziwi. MKSE-011 to kondensatory które najczęściej nawalały w moich projektach.

Pisałem o kondensatorach, a nie wyrobach kondensatoropodobnych z epoki słusznie minionej.

Mój miernik nie chce wprost zmierzyć ESR kondensatora foliowego, ale po dodaniu rezystancji 1Ω daje wynik 1,02Ω, a sam rezystor 1,007Ω co by sugerowało ESR kondensatora na 0,013Ω i mniej więcej zgadza się z danymi producenta.

Czyżby tylko sprawdzeni producenci oferowali kondensatory foliowe o niskim ESR?

@Mateusz_konstruktor A sprawdzałeś czy ten tester to w ogóle mierzy poprawnie ESR przy małych pojemnościach?
Mała pojemność to duża reaktancja trudniej zmierzyć ESR, wątpię żeby taki tester do wszystkiego, miał porządnie zrobiony obwód pomiarowy zoptymalizowany do tego pomiaru.

CBB22 to chiński kondensator, ale taki lepszy przeznaczony do dużych prądów (3A RMS), spotykany w przetwornicach, jeśli ma 2,8R to jest uszkodzony. ESR nie podali ale powinien mieć DF <0.002 przy 10kHz z czego wynika <21mOm

Taki tester jak @Mateusz_konstruktor mam i ja, nie zawsze mierzy poprawnie kondensatory foliowe pod kątem ESR. Elektrolity mierzy prawidłowo.

Pozdrawiam,
A.