Esr-тестер: что это такое и как он облегчает жизнь

Особенности устройства

По своим конструктивным особенностям все транзисторы бывают:

  • Биполярными (БТ);
  • Полевыми или униполярными (ПТ);
  • Составными (СТ).

Перед тем как приступить к проверке целостности детали цифровым мультиметром важно понять, что из себя представляет БТ. Это – трехслойный полупроводник. Грубо говоря, это 2 диода, соединенные между собой

Изображая его таким образом, будет легче понять схему его проверки на самой плате без выпайки

Грубо говоря, это 2 диода, соединенные между собой. Изображая его таким образом, будет легче понять схему его проверки на самой плате без выпайки.

По проводимости, биполярные полупроводники бывают двух видов:

  • n-p-n;
  • p-n-p;

Их также легче всего представить в виде диодов, фотографии которых часто размещают, чтобы пояснить важность понимания структуры и принципа его действия. Ток на выходе возникает при участии дырок и электронов – двух разнополярных носителей, позволяющих им управлять

Контакты, задействованные в полупроводнике, называют:

  • базой;
  • эмиттером;
  • коллектором.

К базе подключается средний слой. К эмиттеру и коллектору – крайние. Направление тока маркируют стрелкой. Она расположена возле эмиттера.

В ПТ электрическое поле направлено перпендикулярно текущему току. Их контакты называются так:

  • затвор;
  • сток;
  • исток.

Также в их конструкции есть дополнительный (проводящий слой) для протекания по нему электротока.

ПТ бывают в различных модификациях. С «п» или «р» каналами, горизонтальным и вертикальным расположением, приповерхностной и объемной конфигурацией.

Чем отличается универсальный тестер от мультиметра

Мультиметр, наверное, есть у каждого домашнего мастера, который хотя бы иногда берётся ремонтировать домашнюю (и не только) технику. Им легко проверить/измерить сопротивление, определить наличие короткого или обрыв. Некоторые более серьёзные и дорогие модели позволяют проверить работоспособность транзисторов, измерить ёмкость конденсаторов и т. д.

Но, если надо протестировать более сложные радиоэлементы — оптопары, MOSFET транзисторы, определить ESR параметры конденсаторов, тут мультиметр бесполезен. Некоторые из более «сложных» деталей можно проверить, собрав дополнительные измерительные схемы. Но куда проще иметь универсальный тестер радиокомпонентов, который все нужные характеристики определяет без всяких схем за несколько секунд.

Универсальный тестер китайской сборки

Что такое универсальный измеритель радиокомпонентов/радиоэлементов? Это небольшой приборчик с экраном и одним, или несколькими разъёмами для подключения тестируемых деталей. Есть также кнопка начала работы. Подписана она обычно TEST, может быть несколько вводов для подключения разного типа напряжений и определения их параметров.

Это немецкий фирменный «тестер транзисторов» Karl-Heinz Kübbeler который с успехом клонируют китайцы

Работает универсальный тестер от батареек или через адаптер подключается в сеть, могут подключаться через USB-порт разного формата. Некоторые модели имеют в комплектации измерительные щупы, которые позволяют тестировать детали, не выпаивая их с плат.

Схема

   Основным несущим компонентом для монтажа всего и получения, в конечном счете, желаемого выбрал прочный пластмассовый пинцет, входящий в набор устройства для производства оттиска печати на документах (наборная печать). К нему, при помощи металлической пластины, прикрепил индикатор от магнитофона М4762 предназначенный для работы в вертикальном положении шкалы, с током отклонения 220 — 270 мкА, внутренним сопротивлением 2800 Ом, с габаритными размерами 49 х 45 х 32 мм и длиной шкалы – 34 мм. Так же установил на него щупы — контакты и разъём питания. 

   Шкалу индикатора заменил

Символ бесконечности придаёт ей несколько вызывающий вид, но по сути всё верно, тут важно через увиденное понять, что у измеряемого конденсатора нет превышения допускаемого эквивалентного последовательного сопротивления (ESR), а всё что свыше того (до бесконечности) к эксплуатации не пригодно. Градуировка новой шкалы полностью соответствует задачам дефектовки

В дальнейшем предполагается отклонение стрелки измерительного прибора  выставлять, при помощи подстроечного резистора, на конечное деление шкалы, которое будет соответствовать определённому значению ESR. Можно установить полное отклонение стрелки при 1 Ом, а можно и при 10 Ом и т.д. (как будет желаемо).

   Печатная плата была разведена только под часть электронных компонентов, остальные (в данном конкретном случае) гораздо удобней разместить навесным способом. И в первую очередь это касается подстроечного резистора который будет размещён снаружи корпуса. Доступность регулировки позволит при необходимости в любой момент перенастроить значение ESR относительно полного отклонения стрелки на шкале индикатора.

   По готовности печатной платы и трансформатора была произведена предварительная сборка и опробована работоспособность пробника. Подключённый резистор сопротивлением в 10 Ом удачно вписался в показания стрелки, она отклонилась почти на всю шкалу, что означило максимально возможный для визуального восприятия ESR и будет в данном случае равен 10 Ом.

   Конденсатор и два диода были смонтированы навесным способом монтажа на контактах индикатора, всё остальное (за исключением подстроечного резистора) установлено на плату. 

   После окончательного, чистового соединения всех узлов ещё раз проверил работоспособность – без замечаний. Трансформатор приклеен к плате клеем «Мастер». 

   Печатная плата помещена в металлический корпус, в качестве которого  использована часть пришедшего в негодность печатного вала  катриджа принтера. Корпус одет на цилиндрическую часть (выступ) индикатора. Заглушкой для торцевой части послужила подходящая пластиковая пробочка. На ней установлен подстроечный резистор, а лучше поставить маленький переменник (буду менять). Габаритные размеры пробника, как видно на фото, сопоставимы со спичечным коробком, изначально задуманный мобильный с возможностью все доступности вариант думаю удался. 

   После полуминутной настройки стрелка занимает следующие положения на шкале индикатора: при накоротко замкнутых контактах.

   При подключении резистора номиналом 0,1 Ом.

   При подключении резистора номиналом 1 Ом, а при 2,5 Ом стрелка встаёт перед последним делением. 

   Результат проведённой дефектовки  припасённых к этому случаю электролитических конденсаторов б/у.

   Как это происходило – индикатор в работе.

Что меряет и определяет

Транзистор-тестер умеет определять параметры и цоколевку таких полупроводниковых элементов как:

  • Двухвыводные компоненты — диоды, стабилитроны, светодиоды (показывает напряжение, при котором начинает свечение) и некоторые другие.
  • Триоды — транзисторы (mosfet — ёмкость затвора и напряжение открытия, J-fet, биполярные – падение напряжения и hFE), тиристоры и симисторы. Проверяет и сборки из диодов Шоттки в трёхвыводных корпусах типа TO-220 и подобных.

Пассивные компоненты:

  • резисторы (измеряет сопротивление);
  • конденсаторы (ёмкость, Vloss – падение напряжения после импульса зарядки, ESR);
  • дроссели и катушки индуктивности (индуктивность, сопротивление постоянному току).

Модели как GM328a имеют встроенный генератор ШИМ-сигнала с частотой импульсов 8 кГц (может также отличаться в разных моделях), функцию измерения частоты до 2МГц (при этом измеряет достаточно точно частоту разных сигналов — синусоиды, меандра, треугольника, пилы, есть и информация о том, что некоторые версии «меряют» до 3.95 МГц), функцию вольтметра (до 50 В и часто с большими погрешностями). Также полезной будет функция генератора меандра – тестер транзисторов способен выдавать сигнала частотой до 2 МГц.

Обратите внимание, что наименьшая частота — 1 Гц обозначается как 1000 мГц (м — маленькая), то есть «милигерц». Это не гигагерц!

Как проверить транзистор, не выпаивая из схемы

Схема пробника для проверки транзисторов: R1 20 кОм, С1 20 мкФ, Д2 Д7А — Ж.

Выпаивание из схемы определенного элемента сопряжено с некоторыми трудностями – по внешнему виду сложно определить, какое именно из них необходимо выпаивать.

Многие профессионалы для проверки транзистора непосредственно в гнезде предлагают использовать пробник. Этот прибор представляет собой блокинг-генератор, в котором роль активного элемента играет сама деталь, требующая проверки.

Система работы пробника со сложной схемой построена на включении 2 индикаторов, которые сообщают – пробита цепь, или нет. Варианты их изготовления широко представлены в интернете.

Последовательность действий при проверке транзисторов одним из таких приборов, следующая:

  1. Сначала тестируется исправный транзистор, с помощью которого проверяют, есть генерация тока, или нет. Если генерация есть, то продолжаем тестирование. При отсутствии генерации меняются местами выводы обмоток.
  2. Далее проверяется лампа Л1 на размыкание щупов. Лампочка должна гореть. В случае, если этого не происходит, меняются местами выводы любой из обмоток трансформатора.
  3. После этих процедур начинается непосредственная проверка прибором транзистора, который предположительно вышел из строя. К его выводам подключаются щупы.
  4. Переключатель устанавливается в положение PNP или NPN, включается питание.

Свечение лампы Л1 свидетельствует о пригодности проверяемого элемента схемы. Если же начинает гореть лампа Л2, значит есть какие-то неполадки (скорее всего пробит переход между коллектором и эмиттером);

В случае если не горит ни одна из ламп, то это признак того, что он вышел из строя.

Существуют также пробники с очень простыми схемами, которые перед началом работы не требуют никакой наладки. Они характеризуются очень малым током, который проходит через элемент, подлежащий тестированию. При этом, опасность его вывода из строя практически нулевая.

К такой категории относятся приборы, состоящие из батарейки и лампочки (или светодиода).

Для проверки нужно последовательно выполнить такие операции:

  1. Подключить к наиболее вероятному выходу базы один из щупов.
  2. Вторым щупом поочередно касаемся каждого из оставшихся двух выводов. Если в одном из подключений контакта нет, тогда произошла ошибка с выбором базы. Нужно начинать сначала с другой очередностью.
  3. Далее советуют проделать те же операции с другим щупом (поменять плюсовый на минусовый) на выбранной базе.
  4. Поочередное соединение базы щупами разных полярностей с коллектором и эмиттером в одном случае должно зафиксировать контакт, а в другом нет. Считается, что такой транзистор исправный.

Как пользоваться

При первом включении транзистор-тестера происходит калибровка и самотестирование, в ходе которой вам нужно будет сначала замкнуть три вывода на ZIF-панели, а затем снять перемычку и установить конденсатор ёмкостью более 100 нФ. Он часто идёт в комплекте с устройством.

Теперь поговорим о том, как проверить электронный компонент. Для подключения элементов есть ZIF-панель. Это специальная панель с рычажным зажимом для подключения радиоэлектронных компонентов. Используется чаще всего на программаторах и как в нашем случае – универсальных тестерах компонентов.

Несмотря на то, что разъёмов в панельке транзистор-тестера много, вы можете видеть на фото выше, что промаркированы цифры от 1 до 3 и они повторяются. Разъёмы просто замкнуты между собой, это нужно для удобства подключения элементов в разных корпусах.

После подключения элемента к тестеру нужно нажать на кнопку (или на энкодер, в случае использования модели M328). На экран выведется графическое обозначение компонента, с его цоколевкой и его характеристики (в случае определения параметров и исправности). Если деталь неисправна, то выдаст, что-то вроде «No, unkown, damage part». Измерение происходит с задержкой в 1-2 секунды, так как прибор сначала выполняет самотестирование.

Как это все работает?

Для тестирования вам нужно вставить измеряемый компонент (конденсатор, резистор, светодиод и т.п.) в контакты панельки ZIF, следя при этом, чтобы номера контактов были разными.

Затем зажать компонент специальным рычажком и нажать кнопку на приборе.

Устройство включится и через пару секунд выдаст вам полную информацию о вставленном компоненте. Вероятно, вы скажете, что мультиметром замерять проще. Может и так, но это относится только к резисторам. Другие компоненты, например, конденсаторы мерить мультиметром долго и нудно. К тому же ESR-тестер может определить степень изношенности конденсатора.

Прибор может питаться от внешнего источника питания с напряжением 9В, или от батарейки крона.

Схема проверки полевого транзистора n-канального типа мультиметром

Перед тем, как проверить исправность полевого транзистора, необходимо учитывать, что в современных радиодеталях типа MOSFET между стоком и истоком есть дополнительный диод. Этот элемент обычно присутствует на схеме прибора. Его полярность зависит от типа транзистора.

Порядок проверки исправности n-канального транзистора мультиметром следующий:

  1. Снять статическое электричество с транзистора.
  2. Перевести мультиметр в режим проверки диодов.
  3. Подключить черный провод мультиметра к минусу измерительного прибора, а красный – к плюсу.
  4. Подключить красный провод к истоку, а черный – к стоку транзистора. Если транзистор исправен, то мультиметр покажет напряжение на переходе 0,5 — 0,7 В.

Подключить красный провод мультиметра к стоку, а черный – к истоку транзистора. При исправном приборе мультиметр покажет единицу, что означает бесконечность.
Подключить черный провод к истоку, а красный – к затвору. Таким образом, осуществляется открытие транзистора.
Черный провод оставляется на истоке, а красный подсоединяется к стоку. При исправном приборе мультиметр покажет напряжение от 0 до 800 мВ.
При смене полярности щупов мультиметра величина показаний не должна измениться.
Подключить красный провод к истоку, а черный – к затвору. Произойдет закрытие транзистора.
При этом транзистор возвратиться в состояние, соответствующее п.п.4 и 5.

По проделанным измерениям можно сделать вывод, что если полевой транзистор открывается и закрывается с помощью постоянного напряжения с мультиметра, то он исправен.

Полевой транзистор имеет большую входную емкость, которая разряжается довольно долго.

Что это такое

Транзистор-тестер —это универсальный цифровой измерительный прибор, способный проверять не только транзисторы, но и другие элементы. Как полупроводниковые — тиристоры, симисторы, диоды и прочие, так и пассивные элементы, например: резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности.

Однако в большинстве случаев указанные выше элементы удобнее и быстрее проверить на исправность мультиметром, но этот прибор всё равно пригодится, в качестве ESR-тестера.

ESR – эквивалентное последовательное сопротивление, важный параметр для электролитических конденсаторов. В связи с невозможностью его измерения бытовым мультиметром, а специализированные ESR-метры стоят дорого, у новичков значительно затрудняется диагностика неисправностей электронных схем.

С помощью транзистор-тестеров вы сможете измерить ESR с нормальной точностью, а стоимость этих приборов лежит в пределах 10-20 долларов в зависимости от модели.

Этот прибор часто называют «Транзистор-тестер Маркуса», что отчасти неправильно. Изначально идея создать универсальное средство для проверки радиодеталей зародилась у Маркуса Фрейека, впоследствии его дело продолжил Карл Хайнц Куббелер. А так называемые транзистор тестеры с алиэкспресс – это ничто иное как копии тестера Маркуса, приборы доработанные энтузиастами. В связи с чем конкретного производителя у них нет, зато есть широкое сообщество в интернете. Благодаря этому легко найти русскоязычную прошивку и инструкции по модернизации устройства.

Режимы работы M328

Все режимы работы можно посмотреть после включения прибора. В GM328 переход в меню происходит при нажатии на валкодер (ручка переключения). Нажали держите 3–7 секунд (у разных сборок по-разному). После того как ручку отпустили, высвечивается меню. Обычно оно состоит из следующих пунктов:

  • Transistor — основной режим работы прибора, при котором проверяются все радиоэлементы кроме конденсаторов.
  • C+ESR@TP1:3 — режим измерения ёмкости конденсаторов и ESR параметров.
  • Contrast — подстройка яркости экрана, регулировка контрастности.
  • Frequency — измерение частоты переменного напряжения.
  • f-Generator — работа в качестве генератора меандра.

  • 10-bit PWM — выдаёт прямоугольные импульсы, работает как генератор ШИМ-сигнала.
  • rotary encoder — имитатор работы энкодера.
  • Selftest — калибровка.
  • Show data — отображение информации, которая есть в памяти (последние измерения).
  • Switch off — выключение прибора.

Активный режим универсальный тестер радиокомпонентов M328 отмечает галочкой, которая стоит напротив строчки с названием элемента. Может быть, также выделение цветом или подсветка. Перемещение по меню — вращением рукоятки валкодера. Переход/активизация выбранного режима — кратковременное нажатие на валкодер. Не передержите, иначе прибор перезапустится.

Обычно его оставляют в режиме «транзистор». Этот режим автоматически запускается при включении прибора. В нём можно измерять всё. Во многих моделях и конденсаторы тоже. И только некоторые требуют переключения в особый режим.

Дополнительные режимы сборки GM328

Вариант сборки универсального измерителя радиоэлементов GM328 имеет больше возможностей. В нём есть специализированные режимы для проверки резисторов, ёмкостей, декодера и энкодера. Может он работать также в режиме вольтметра. К перечисленным выше пунктам добавляются ещё 10, которые перечислены ниже.

  • RL — индуктивность.
  • C. Ёмкость.
  • DS18B20. Декодирование показаний термодатчика.
  • C(mF) — correction (конденсаторы большой ёмкости).
  • IR_Decoder. Декодер сигналов ИК протокола.
  • IR_Encoder. Передача сигналов ИК протокола.
  • DHT11. Декодирование датчика температуры и влажности.
  • Voltage — Вольтметр.
  • FrontColor — Цвет текста.
  • BackColor. Цвет фона.

Нужны ли эти специальные режимы? Если вы профессионально занимаетесь ремонтом техники, то да. Для домашнего использования они не требуются. Всё что необходимо есть в более простой сборке.

Проверка деталей универсальным тестером

Ножки деталей вставляем в две разные области. Через несколько мгновений на экране видим результаты измерений. Указывается тип элемента (рисуется графическое изображение), между какими пинами он включён, указывается его номинал с указанием размерности и единиц измерения, дополнительные параметры, если они есть.

Проверка резисторов, ёмкостей

На фото результаты измерений двух резисторов. Их, конечно, можно и мультиметром проверить, но и так быстро и просто. Эту функцию можно использовать, если цветовая маркировка пока даётся плохо.

Примеры измерения универсальным тестером сопротивлений

Для смены детали просто одну вынимаем ставим следующую

Неважно в какие гнёзда. Измерение установленного элемента начинается после кратковременного нажатия на валкодер. Поменяли резистор, нажали, получили новые результаты измерений

Без нажатия на экране остаются старые данные. Если не производить никаких действий достаточно долго (около 30 секунд) прибор выключится

Поменяли резистор, нажали, получили новые результаты измерений. Без нажатия на экране остаются старые данные. Если не производить никаких действий достаточно долго (около 30 секунд) прибор выключится.

Установлен в измерительные гнезда электролитический конденсатор и результат его измерений

С конденсаторами всё точно так же. Просто вставляете ножки в измерительную колодку и нажимаете на валкодер.

Обратите внимание! Электролитические конденсаторы перед проверкой надо разряжать. Или вам придётся покупать новый прибор

Как проверить диоды и стабилитроны

Проверить универсальным измерителем можно диоды. Некоторые, диоды Шоттки, например, могут протестировать не все модели. Если вы работаете с такими специальными радиоэлементами, смотрите чтобы в описании был указан нужный вам тип диодов.

Результаты проверки диодов универсальным тестером

При проверке диодов тоже указывается тип (схематическое изображение), в какие пины подключён. Указывает падение напряжения, а на переходе, обратный ток и ёмкость (видимо, паразитную).

Проверка стабилитронов

При измерении стабилитронов показывает также напряжение обратного пробоя. Обычным мультиметром этот параметр проверить сложно. Вернее, не всегда возможно. Многие приборы просто не могут «пробить» барьер.

Как измерить транзисторы

Транзисторы могут быть маленькими, с короткими ножками. Устанавливаются они на две измерительные площадки.

Тестер транзисторов определяет распиновку и все параметры

Показывает распиновку, то есть к какому входу подключён эмиттер, коллектор, база. Указывается тип — NPN или PNP, токи перехода и напряжение. Если транзистор пробит, определяется он как сопротивление с малым номиналом.

Работа в качестве генератора меандра

При выборе режима работы в качестве генератора — f-Generator, автоматически переходите в меню, где перечислены частоты

В сборке GM328 генерируются прямоугольные импульсы со скважностью 2. Амплитуда — 5 вольт, а частота — от 1 Гц до 2 МГц. Но выбрать можно только из списка

Самому задавать частоты нет возможности

Но выбрать можно только из списка. Самому задавать частоты нет возможности.

Работа в режиме генератора определенной частоты

Частоты представлены в виде списка и зациклены. Если вы находитесь на последней строчке и нажимаете ещё раз «вниз», то оказываетесь на первой строчке. Аналогично и с верхней строкой. Если курсор стоит на верхней позиции, нажатие «вверх» перекинет вас на самую нижнюю позицию.

Внешний вид устройства

Электронный тестер представляет из себя небольшое устройство с дисплеем, кнопкой-энкодером и специальной контактной площадкой для подключения электронных компонентов (ZIF-панель).

У дешевых тестеров дисплеи простые текстовые, на которых отображается только основная информация, более навороченные оснащены графическим дисплеем с отображением пиктограмм элементов. На такой экран помещается больше информации. ZIF-панель сделана для удобного крепления контактов измеряемого элемента.

Кнопка служит для включения и одновременного измерения номинала элемента, в более дорогих моделях предусмотрен еще и энкодер для перемещения по меню, выбора опций, а также тонкой настройки прибора.

Как работать с универсальным тестером

Работает прибор от батареек и от сети через адаптер. Питание может быть от 6 В до 12 В. Зависит от конкретной модели.

Как пользоваться тестером транзисторов

Каждый раз при включении прибора проверяется наличие питания и его параметры. Если питание в норме, высвечивается об этом сообщение и работа продолжается — начинается тест установленной детали. Если питание «не ОК», придётся заменить батарейку или включиться через адаптер и включить его снова.

Установка радиоэлемента и его проверка

Проверяемые детали надо устанавливать в разъёмы/пины, которые находятся под экраном. Обычно есть три зоны. В каждой по несколько контактных площадок. С таким устройством можно без проблем ставить и большие, и маленькие детали — разъёмы находятся на разном расстоянии.

Это три пина (три области) для установки ножек тестируемых деталей

Ножки деталей устанавливаем в разъёмы так, чтобы они попали в разные зоны. Нажимаем кнопку «старт». Через пару секунд на экране появятся результаты измерений. Высвечивается условное обозначение проверенной детали и измеренные параметры.

Калибровка

При первом пуске универсальный тестер радиодеталей может требовать калибровку. Если есть инструкция просто надо выполнять все действия по пунктам. Ничего сложного, простейшие действия, но без них точность измерений никто не гарантирует.

Сообщение о необходимости калибровки

Если инструкции нет, можно прочесть, что от вас требуется на экране. Сообщения обычно на английском языке, высвечиваются последовательно.

Пример калибровки универсального тестера GM328

Так как английский не для всех доступен, приведём пример калибровки китайского «конструктора» GM328. Это одна из самых популярных сборок, которые стоят порядка 12$.

Для калибровки универсального тестера GM328 надо соединить перемычками все три пина (области) для измерений. Удобно сделать две П-образные перемычки. Первая соединяет 1–2, вторая 2–3. Можно сделать одну в виде буквы Ш. Порядок действий такой:

Инструкция по безопасному применению

Как правило, инструкция по безопасной эксплуатации для всех аппаратов общая. До начала проведения работ с тестером, необходимо надеть на руки средства личной безопасности. Затем изучить инструкцию к конкретному выключателю тока, который нужно протестировать. Далее нужно нажать кнопку выключателя тока или короткого замыкания, вставить щуп к фазному выходу, а другой подсоединить к заземленному контакту тестируемого прибора. Потом требуется нажать кнопку тестирования и узнать данные.

Обратите внимание! Важно, что тестировать незаземленные контакты нельзя. Это может быть опасно для жизни

Инструкция по безопасному применению

Инструкция по безопасному применению

В целом, тестер напряжения или мультиметр, согласно современной терминологии, — устройство многофункциональное, направленное на проверку любого электрооборудования. Бывает разных видов и поставляется на рынок с разными функциями. Позволяет проверять емкость, индуктивность и транзистор во многих случаях. Работает исправно в течение многих лет по инструкции. Не требует особого ухода.