ईएसआर मीटर
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एक ESR मीटर एक दो-टर्मिनल इलेक्ट्रानिक्स मापने वाला उपकरण है जिसे मुख्य रूप से वास्तविक कैपेसिटर के समतुल्य श्रृंखला प्रतिरोध (ESR) को मापने के लिए डिज़ाइन और उपयोग किया जाता है; आमतौर पर कैपेसिटर को उस सर्किट से डिस्कनेक्ट करने की आवश्यकता के बिना जिससे यह जुड़ा हुआ है। नियमित सर्विसिंग के लिए उपयोग किए जाने वाले अन्य प्रकार के मीटर, सामान्य समाई मीटर सहित, कैपेसिटर के ईएसआर को मापने के लिए उपयोग नहीं किए जा सकते हैं, हालांकि संयुक्त मीटर उपलब्ध हैं जो ईएसआर और आउट-ऑफ-सर्किट कैपेसिटेंस दोनों को मापते हैं। ईएसआर को मापने के लिए एक मानक (एकदिश धारा) मिलीओह्ममीटर या मल्टीमीटर का उपयोग नहीं किया जा सकता है, क्योंकि एक स्थिर प्रत्यक्ष धारा को संधारित्र के माध्यम से पारित नहीं किया जा सकता है।
अधिकांश ईएसआर मीटरों का उपयोग गैर-आगमनात्मक निम्न-मूल्य प्रतिरोधों को मापने के लिए भी किया जा सकता है, चाहे वे कैपेसिटर से जुड़े हों या नहीं; यह नीचे वर्णित कई अतिरिक्त अनुप्रयोगों की ओर ले जाता है।
ईएसआर माप की आवश्यकता
एल्यूमीनियम विद्युत - अपघटनी संधारित्र में अपेक्षाकृत उच्च ईएसआर होता है जो उम्र, गर्मी और तरंग प्रवाह के साथ बढ़ता है; इससे उनका उपयोग करने वाले उपकरण खराब हो सकते हैं। पुराने उपकरणों में, यह ह्यूम और डिग्रेडेड ऑपरेशन का कारण बनता है; आधुनिक उपकरण, विशेष रूप से स्विच-मोड बिजली की आपूर्ति, ESR के प्रति बहुत संवेदनशील है, और उच्च ESR वाला एक संधारित्र उपकरण में खराबी पैदा कर सकता है या मरम्मत की आवश्यकता वाले स्थायी नुकसान का कारण बन सकता है, आमतौर पर बिजली आपूर्ति वोल्टेज अत्यधिक उच्च हो जाने के कारण।[1] इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर, फिर भी, अक्सर उपयोग किए जाते हैं क्योंकि वे सस्ती हैं और प्रति यूनिट मात्रा या वजन में बहुत अधिक क्षमता है; आमतौर पर, इन कैपेसिटर में लगभग एक microfarad से लेकर दसियों हज़ार माइक्रोफ़ारड तक की क्षमता होती है।
उच्च ईएसआर की ओर ले जाने वाले दोष वाले कैपेसिटर अक्सर ज़्यादा गरम होते हैं और उसके बाद उभार और रिसाव करते हैं क्योंकि इलेक्ट्रोलाइट रसायन गैसों में विघटित हो जाते हैं, जिससे उन्हें नेत्रहीन रूप से पहचानना आसान हो जाता है; हालांकि, कैपेसिटर जो दृष्टिगत रूप से परिपूर्ण दिखाई देते हैं, उनमें अभी भी उच्च ईएसआर हो सकता है, केवल माप द्वारा पता लगाया जा सकता है।
ईएसआर का सटीक माप शायद ही आवश्यक है, और समस्या निवारण के लिए कोई भी प्रयोग करने योग्य मीटर पर्याप्त है। जब सटीकता की आवश्यकता होती है, माप उचित रूप से निर्दिष्ट शर्तों के तहत लिया जाना चाहिए, क्योंकि ईएसआर आवृत्ति, लागू वोल्टेज और तापमान के साथ बदलता रहता है। एक निश्चित आवृत्ति और तरंग के साथ काम करने वाला एक सामान्य-उद्देश्य वाला ईएसआर मीटर आमतौर पर सटीक प्रयोगशाला माप के लिए अनुपयुक्त होगा।
ईएसआर माप के तरीके
वोल्टेज विभक्त कॉन्फ़िगरेशन में कैपेसिटर की विद्युत प्रतिक्रिया नगण्य है, जिस आवृत्ति पर एक वैकल्पिक प्रवाह को लागू करके ईएसआर को मापना किया जा सकता है। एक साधारण तरंग जनरेटर|स्क्वायर-वेव जनरेटर और आस्टसीलस्कप, या कुछ दसियों किलोहर्ट्ज़ के एक साइनवेव जनरेटर और एक वाल्टमीटर से युक्त तात्कालिक ईएसआर मीटर का उपयोग करके, तुलना के लिए एक ज्ञात अच्छे संधारित्र का उपयोग करके समस्या निवारण के लिए ईएसआर की अच्छी तरह से जांच करना आसान है। , या थोड़ा गणित का उपयोग करके।[2] एक पेशेवर ईएसआर मीटर तेजी से कई कैपेसिटर की जांच के लिए अधिक सुविधाजनक है। एक मानक ब्रिज सर्किट, और कई एलसीआर मीटर और क्यू मीटर, कई अन्य सर्किट पैरामीटर के अलावा, ईएसआर को सटीक रूप से माप सकते हैं। समर्पित ईएसआर मीटर मामूली सटीकता का एक अपेक्षाकृत सस्ता विशेष प्रयोजन उपकरण है, मुख्य रूप से अस्वीकार्य रूप से बड़े ईएसआर वाले कैपेसिटर की पहचान करने के लिए और कभी-कभी अन्य कम प्रतिरोधों को मापने के लिए उपयोग किया जाता है; अन्य मापदंडों का मापन नहीं किया जा सकता है।
ईएसआर मीटर ऑपरेशन के सिद्धांत
अधिकांश ईएसआर मीटर एक वास्तविक इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर (एक अवांछित प्रतिरोध, ईएसआर के साथ श्रृंखला में एक आदर्श कैपेसिटर के बराबर या कम बराबर) का निर्वहन करके काम करते हैं और थोड़े समय के लिए इसके माध्यम से विद्युत प्रवाह पारित करते हैं, इसके लिए बहुत कम चार्ज करने के लिए बहुत कम है। यह वर्तमान के उत्पाद के बराबर डिवाइस में वाल्ट ेज का उत्पादन करेगा और कैपेसिटर में एक छोटे से चार्ज से ईएसआर प्लस एक नगण्य योगदान होगा; इस वोल्टेज को मापा जाता है और इसका मान डिजिटल डिस्प्ले पर ओहम्स या मिलीओम्स में दिखाए गए वर्तमान (यानी, ईएसआर) या पैमाने पर सूचक की स्थिति से विभाजित होता है। प्रक्रिया को दसियों या सैकड़ों किलोहर्ट्ज़ दोहराया जाता है।
वैकल्पिक रूप से, पर्याप्त उच्च आवृत्ति पर एक प्रत्यावर्ती धारा का उपयोग किया जा सकता है ताकि संधारित्र का विद्युत प्रतिघात ESR से बहुत कम हो। सर्किट मापदंडों को आम तौर पर लगभग एक माइक्रोफ़ारड से समाई के लिए सार्थक परिणाम देने के लिए चुना जाता है, एक सीमा जो विशिष्ट एल्यूमीनियम कैपेसिटर को कवर करती है जिसका ईएसआर अस्वीकार्य रूप से उच्च हो जाता है।
रीडिंग की व्याख्या
एक स्वीकार्य ESR मान समाई पर निर्भर करता है (बड़े कैपेसिटर में आमतौर पर ESR कम होता है) और इसे विशिष्ट मानों की तालिका से पढ़ा जा सकता है, या एक नए घटक के साथ तुलना की जा सकती है। सिद्धांत रूप में, ESR के लिए कैपेसिटर निर्माता की ऊपरी सीमा विनिर्देश को डेटाशीट में देखा जा सकता है, लेकिन यह आमतौर पर अनावश्यक है। जब कोई कैपेसिटर जिसका ESR क्रिटिकल डिग्रेड होता है, तो ESR बढ़ने पर पावर अपव्यय आमतौर पर तेजी से और बड़ी तेजी से वृद्धि का कारण बनता है, इसलिए गो/नो-गो माप आमतौर पर काफी अच्छा होता है क्योंकि ESR अक्सर स्पष्ट रूप से स्वीकार्य स्तर से स्पष्ट रूप से अस्वीकार्य स्तर तक तेजी से चलता है। ; कुछ ओम (बड़े कैपेसिटर के लिए कम) से अधिक का ESR अस्वीकार्य है।
एक व्यावहारिक सर्किट में, ESR कैपेसिटर के समानांतर किसी भी अन्य प्रतिरोध की तुलना में बहुत कम होगा, इसलिए घटक को डिस्कनेक्ट करना आवश्यक नहीं है, और एक इन-सर्किट मापन किया जा सकता है। प्रैक्टिकल ईएसआर मीटर किसी भी सेमीकंडक्टर जंक्शन पर स्विच करने के लिए बहुत कम वोल्टेज का उपयोग करते हैं जो सर्किट में मौजूद हो सकते हैं; यह कम प्रतिबाधा प्रस्तुत कर सकता है जो मापन में हस्तक्षेप करेगा।
सीमाएं
- एक ESR मीटर एक संधारित्र की समाई को नहीं मापता है; कैपेसिटर को सर्किट से डिस्कनेक्ट किया जाना चाहिए और कैपेसिटेंस मीटर (या इस क्षमता वाले मल्टीमीटर) से मापा जाना चाहिए। अत्यधिक ईएसआर सहनशीलता समाई के बजाय एल्यूमीनियम इलेक्ट्रोलाइटिक्स के साथ एक पहचानने योग्य समस्या होने की अधिक संभावना है, जो स्वीकार्य ईएसआर वाले कैपेसिटर में दुर्लभ है।
- एक दोषपूर्ण शॉर्ट-सर्कुलेटेड कैपेसिटर को ईएसआर मीटर द्वारा आदर्श रूप से कम ईएसआर के रूप में गलत तरीके से पहचाना जाएगा, लेकिन एक ओममीटर या मल्टीमीटर आसानी से इस मामले का पता लगा सकता है, जो उच्च ईएसआर की तुलना में अभ्यास में बहुत दुर्लभ है। एक ऑपरेशन में शॉर्ट्स और ईएसआर दोनों की जांच करने के लिए समानांतर सर्किट में ईएसआर मीटर और ओममीटर से परीक्षण जांच को जोड़ना संभव है; कुछ मीटर दोनों ईएसआर मापते हैं और शॉर्ट सर्किट का पता लगाते हैं।
- ईएसआर परिचालन स्थितियों (मुख्य रूप से लागू वोल्टेज और तापमान) पर निर्भर हो सकता है; एक कैपेसिटर जिसमें ऑपरेटिंग तापमान और वोल्टेज पर अत्यधिक ईएसआर है, अगर ठंडा और शक्तिहीन मापा जाता है तो यह अच्छा परीक्षण कर सकता है। ऐसे आंतरायिक कैपेसिटर के कारण कुछ सर्किट दोषों को फ्रीज स्प्रे का उपयोग करके पहचाना जा सकता है; यदि संधारित्र को ठंडा करने से सही संचालन बहाल हो जाता है, तो यह दोषपूर्ण है।
- एक ईएसआर मीटर एक महत्वपूर्ण वोल्टेज के साथ एक संधारित्र के कनेक्शन से क्षतिग्रस्त हो सकता है, या तो ढांकता हुआ छूट या लाइव सर्किट में। पूरे इनपुट में सुरक्षात्मक डायोड इस जोखिम को कम कर देंगे, लेकिन तब बैटरी आंतरिक प्रतिरोध को मापने के लिए मीटर का उपयोग नहीं किया जा सकता है।
- जब एक ईएसआर मीटर का उपयोग मिलिओह्ममीटर के रूप में किया जाता है, तो परीक्षण जांच के बीच मौजूद कोई भी महत्वपूर्ण अधिष्ठापन माप को अर्थहीन बना देगा। उदाहरण के लिए, एक ईएसआर मीटर ट्रांसफार्मर वाइंडिंग्स में उनके आगमनात्मक विशेषताओं के कारण प्रतिरोध को मापने के लिए अनुपयुक्त है। यह प्रभाव काफी महत्वपूर्ण है कि कुंडलित डोरियों के साथ परीक्षण जांच का उपयोग उनके अधिष्ठापन के कारण नहीं किया जाना चाहिए।
ईएसआर मीटर के अन्य उपयोग
एक ईएसआर मीटर को अधिक सटीक रूप से स्पंदित या उच्च-आवृत्ति एसी मिलिओहमीटर (प्रकार के आधार पर) के रूप में वर्णित किया जाता है, और इसका उपयोग किसी भी कम प्रतिरोध को मापने के लिए किया जा सकता है। एक ईएसआर मीटर जिसके इनपुट में बैक-टू-बैक सुरक्षात्मक डायोड नहीं है, बैटरी (बिजली) के आंतरिक प्रतिरोध को माप सकता है (कई बैटरी कम वैद्युतवाहक बल के बजाय आंतरिक प्रतिरोध में वृद्धि के कारण अपने उपयोगी जीवन को समाप्त कर देती हैं)। उपयोग किए गए सटीक सर्किट के आधार पर, ईएसआर मीटर का उपयोग बदलना के विद्युत संपर्क प्रतिरोध, मुद्रित सर्किट बोर्ड (पीसीबी) ट्रैक के वर्गों के प्रतिरोध आदि को मापने के लिए भी किया जा सकता है।
जबकि आसन्न पीसीबी पटरियों के बीच शॉर्ट सर्किट का पता लगाने के लिए विशेष उपकरण हैं, एक ईएसआर मीटर उपयोगी है क्योंकि यह सर्किट में सेमीकंडक्टर जंक्शनों पर स्विच करके रीडिंग को भ्रमित करने के लिए बहुत कम वोल्टेज इंजेक्ट करते समय कम प्रतिरोधों को माप सकता है। शॉर्ट सर्किट खोजने के लिए एक ईएसआर मीटर का उपयोग किया जा सकता है, यहां तक कि मुद्रित सर्किट ट्रैक या तारों द्वारा समांतर सर्किट में जुड़े कैपेसिटर या ट्रांजिस्टर के समूह में से कौन सा शॉर्ट सर्किट होता है। कई पारंपरिक ओह्ममीटर और मल्टीमीटर बहुत कम प्रतिरोधों के लिए उपयोग करने योग्य नहीं होते हैं, और जो कम प्रतिरोध को मापने में सक्षम होते हैं, आमतौर पर सेमीकंडक्टर जंक्शनों पर स्विच करने के लिए पर्याप्त उच्च वोल्टेज का उपयोग करते हैं,[3] प्रतिरोध रीडिंग को गलत साबित करना।
टेस्ट प्रोब#ट्वीज़र प्रोब तब उपयोगी होते हैं जब टेस्ट पॉइंट्स को पास-पास रखा जाता है, जैसे भूतल पर्वत प्रौद्योगिकी से बने उपकरणों में। ट्वीज़र जांच को एक हाथ में रखा जा सकता है, दूसरे हाथ को परीक्षण किए जा रहे उपकरण को स्थिर या हेरफेर करने के लिए स्वतंत्र छोड़ दिया जाता है।
इतिहास
इन-सर्किट ESR को मापने वाला पहला प्रमुख उपकरण कार्ल डब्ल्यू. वेट के आधार पर था "यूएस पेटेंट #4216424: इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर के परीक्षण के लिए विधि और उपकरण".[4] क्रिएटिव इलेक्ट्रॉनिक्स ब्रांड के तहत। क्रिएटिव इलेक्ट्रॉनिक्स ईएसआर मीटर पेटेंट की अवधि के लिए इस्तेमाल किया जाने वाला प्राथमिक उपकरण था। पेटेंट 1998 में समाप्त हो गया जब कई अन्य कंपनियों ने बाजार में प्रवेश किया।
अतिरिक्त पेटेंट ने मूल कार्य को आगे बढ़ाया, जिसमें जॉन जी. बच्चन का 2001 भी शामिल है "यूएस पेटेंट #6677764: चार्ज कैपेसिटर से इलेक्ट्रॉनिक परीक्षण उपकरण की सुरक्षा के लिए सिस्टम". [5]
यह भी देखें
- क्यू मीटर
- एलसीआर मीटर
संदर्भ
- ↑ Example of high-ESR capacitors causing voltages to rise in a circuit and destroy components. Archived 2013-10-29 at the Wayback Machine High ESR capacitors cause "5V dropping quite low and causing every other voltage to go sky high (and doing things like frying the HDD with upwards of 15V rather than 12V, and frying the tuning agc transistor with upwards of 36V instead of 30V)."
- ↑ Stephen M. Powell (2000). "99 cent ESR test adapter". Archived from the original on 2010-01-28. Retrieved 2019-05-28.
- ↑ Kuphaldt, Tony R. (12 February 2015). "एक ट्रांजिस्टर (बीजेटी) की मीटर जांच - द्विध्रुवी जंक्शन ट्रांजिस्टर". Electronics Textbook.
- ↑ Carl W. Vette (1978). "US Patent #4216424: Method and apparatus for testing electrolytic capacitors "
- ↑ John G. Bachman (2001). "US Patent #6677764: System for protecting electronic test equipment from charged capacitors"
