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DIY赤血球沈降計: DIY赤沈器について知っておくべきことはすべて

DIY赤血球沈降計 – DIY血沈器については、業界ごとに独自のツールセットがあります。電子製品の場合、テスタ、ドライバー、カッター、半田ごて、電線が少なくとも一つあるはずです。

一番いいのは、どの電子商店でもこれらの道具を見つけることができて、しかも手頃な価格です。しかし、選挙への道を歩むには、他にも重要で高価な道具が必要です。

これらの道具には血沈計がある。

そこで、本稿では、既製のバー/ベロ板を使ってESR測定器を構築する方法をご紹介します。その結果は、市販のESR測定器と同じです。

準備はいいですか?勉強しましょう!

DIY赤血球沈降計 1

帯板

ソース: 

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ESRとは何ですか?

容量も退化を免れることはできない。いくつかの悪影響が見られるとき、それは等価直列抵抗(ESR)のせいです。なぜですか?コンデンサの内部抵抗が限られているのは、メーカーがコンデンサを製造するために使用する材料だからです。 

また、コンデンサの種類によってESR範囲が異なります。そのため、コンデンサの等価直列抵抗を測定することが重要です。

血沈計とは何ですか?

静電容量を測定する際、静電容量計(デジタルまたはアナログ)が誤解を招く可能性があります。この道具があれば、故障したコンデンサがいいと思うかもしれません。また、コンデンサのESRをテストしないと、壊れたコンデンサを見逃してしまい、何のメンテナンスもできません。  だから、あなたは血沈器が必要です。

ESRメーターは、主にコンデンサのESRを測定するための両端測定ツールです。通常、悪いコンデンサのESR値は高く、通常のデジタルコンデンサメーターやテスタでは測定できません。

これはまだ全部ではありません。

コンデンサを回路から取り外さなくてもESRメータを使用できます。 

これは最も素晴らしい部分です。

ESRを使用して、0.33オームや0.22オームなどの低オーム抵抗の検査、プリント基板の位置決め、スピーカーアンプでの短絡、通常のバッテリーと充電可能なバッテリーの状態の検査など、他の実験を行うことができます。

血液沈訂はどのように機能しますか?

さまざまな要因でコンデンサの電力損失が発生します。これらの要素をESRにまとめることができます。血沈計の仕組みを全面的に理解するために、その構成要素を見てみましょう:

発振器 

発振器は被測定容量を駆動電流が通過するために必要な交流信号を供給する。発振器回路の良い例として、動作周波数が約100 kHzであることが挙げられる。 

また、100 kHzはESR測定を行う業界標準です。この回路の一部は位相シフト発振器として機能する。これは簡単に実現できます。正弦波の優れた近似を示しています。

他の部分はアンプとバッファとして使用されます。位相シフト発振器は高い出力インピーダンスを有するため、この部分は発振器回路の過負荷を防止する。また、利得制御ポテンショメータで100 kHz信号のレベルを調整することができます。

ESR検出器

ESR検出器はほとんどの動作が発生する場所です。第一部は電圧電流変換器で、発振器からの100 kHz信号を約7Maのピーク電流に変換する。 

したがって、CUT(被測定容量)をこの段のフィードバックループ内部に接続することができる。また、切り欠きが同じ電流を受け取るように、2つのフロントパネルターミナルを使用してこれを行うこともできます。

パワー変換部

このセクションでは、シングル電源方式では、ESR測定器全体で仮想接地リファレンスを提供する必要があります。したがって、このレベルでは、従来の3端子レギュレータ(入力端子)に+5vバスが供給されます。 

一方、-5Vバスは、入力と同じ大きさのDC電圧(ただし極性は反転)を出力するダンディな部品から供給を受けています。

その仕組み

DIY赤血球沈降計 2

ESR回路図

出典 

自作

まず、上図のTR1と固定されたNPNトランジスタは、ブロッキングオシレーターをトリガーする簡単なフィードバックを作り出します。ブロッキングオシレータは高い周波数で発振を開始します。 

さらに、この発振は2次トランスの5ターン以上の電圧の大きさを一定にします。また、発振器は誘導された高周波をCTUに渡ります。 

また、低電圧の高周波の給電にオペアンプが加わっているのがわかると思います。さらに、そこでは電圧増幅器として働いています。

ESRがないか、またはあなたが働いているコンデンサを持っている場合、メーターは完全な偏向を示唆します。したがって、それは順番にESRの異なるレベルの様々なコンデンサ-でゼロにダウンして、コンデンサ上の小さなESRを示します。

ESRが低いと、オペアンプの反転検出入力に適度に大きな電流が流れるかもしれません。また、それに応じて、メーターには高い偏向度とともに表示され、その逆もまた然りです。

さらに、高いBC547トランジスタは、通常の電圧コレクタおよびレギュレータステージとして動作します。このため、このトランジスタは、最小限の1.5ボルトで発振段を処理することができます。また、CUT周辺の他の電子機器は、ESRメーターのテスト周波数によるストレスを受けることなく滞在することができます。

また、メーターの校正も簡単です。さらに、テストリードを低くしておけば、uAメーターの近くにプリセットされた100kが、メーターのダイヤルで健全なたわみを達成するまで調整されます。

その後、ESRの高い各種コンデンサーをメーターで確認し、たわみの程度を小さくすることができます。

最後に、トランスはフェライトリングの上に立っています。また、図上で様々なターンを持つ薄い磁石を使用しています。

ESRメーターの作り方

ESR回路図

出典 

ウィキメディア・コモンズ

ここでは、上記のような回路で、作り方を学びます。この回路は、9V電池1本から電力を得ています。低価格のLDOで代用できるので、時間の経過とともに電圧が下がっても、電池の寿命を最大限に生かすことができます。 

さらに、LM2936はそれほど高価ではないので、5.5Vまで下がっても動作を実行します。また、上図にはありませんが、スイッチの後にLEDのON/OFFインジケータを追加しています。

回路構成

C1- 100uf

C2 – 470PF

C3 – 10uf

C4 – 0.1uf

C5 – 100nf

C8 – 100nf

R1 – 1K

R2 – 10K

R3 – 150

R4 – 12

R5 – 12

R6 – 27K

R7 – 100K

R8 – 2.2K

R9 – 100

R10 – 10K ポット

ICI – 555

TR1 – 3904

T1 – 2.1 トランス

D1 – IN4007

D2- IN4007

D3 – IN4148

D4 – IN4148

回路の動作

この回路の動作を理解するために、いくつかの図解を見てみましょう。ここでは、ESR(0)のリード線を短くした場合と、ESR(5.6)Ohmのリード線を高くした場合の、1、2、3点の波形を用いて説明します。ここで、波形は、関連するチャンネルとオシロスコープのショットに対応しています。 

また、コンデンサと抵抗の分割器の出力の信号は、約232mVのピーク・トゥ・ピークです。さらに、トランジスタが出力値を10倍以上にしています。さらに、チャンネル3には、フィルタリングされ整流された信号(約1.35V)が保持されます。

DIY赤血球沈降計 3

ESR(0)を用いた波形

出典 

ウィキメディア・コモンズ

では、10kポテンショメーターを調整し、完全枯渇させた場合のメーターの様子はどうでしょう。

DIY赤血球沈降計 4

ESRのフルディプリーション(0)

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ウィキメディア・コモンズ

一方,ESRの高いコンデンサ(5.6オーム)の場合は,テストリード線を挟んで挿入します。そのため、ポイント2の出力電圧は減少し、結果としてポイント3のDCレベルも減少します。

DIY赤血球沈降計 5

ESR(5.6Ω)のある波形

出典 

ウィキメディア・コモンズ

ESR=5.6Ohmの枯渇時のメーターの様子です。

ESR(5.6オーム)を枯渇させた場合のメータ

出典 

ウィキメディア・コモンズ

回路を作る

この回路はとても簡単なので、パーフボードを使用して組み立てることができます。それはT1/E1伝送リンクのための適切な信号トランスを見つけることは容易ではないだろうが、あなたの部品箱の中に1つを持っているかもしれません。 

この問題の解決策としては、スイッチング電源(PC ATX電源)のトランスが最適です。もう一つの選択肢は、巻数比を大きくすることです。しかし、そこにキャッチがあります。150オームの直列抵抗をより高い値に調整する必要があります。 

完全に組み立てられた回路はこんな感じです。

回路の組み立て 

出典 

ウィキメディア・コモンズ

回路を組み立てたら、金属製の箱の中で最終的な組み立てを行うことができます。また、テストプローブを接続するために、オーディオジャックとシールドオーディオケーブルを使用することができます。さらに、金属製のケースにアース(シールド)を接続しておくとよいでしょう。

回路の最終組み立て

出典 

ウィキメディア・コモンズ

ほとんどのESRメータの制限事項

どのようなESRメーターでも、いくつかの制限があることを紹介します。

1.1.内部短絡のあるコンデンサは、ESR計の測定値から低ESRであると誤解される。

2.2. 30マイクロファラッド未満のコンデンサをテストするためには、このメーターは最良の選択肢ではありません。被測定コンデンサが低すぎる場合、測定リアクタンス周波数が非常に大きくなります。そのため、過大なESRとなります。

3.CUTのテストリードが長いことによる誤差が発生することがあります。どうしてですか。ESRは低域オーム計だからです。

丸め方

ESRを作るのは簡単で楽しいプロジェクトです。最も優れているのは、電子研究室にある一般的な部品で実現できることです。ESRメーターは、電子機器修理技術者、ホビースト、設計者、エンジニアにとって必要不可欠なものです。

ESRは、1マイクロファラッド以上のコンデンサーの重要な属性です。さらに、標準的なデジタルキャパシタンスメータでは不可能な測定を行う場合は、ESRテスターが必要になります。

以上、ESR測定器とその作り方についてご紹介しました。もし、ご質問やご意見がありましたら、お気軽にご連絡ください。私たちは喜んでお手伝いさせていただきます。

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