/       /       /    LCR-метр, что это такое и зачем он нужен
Поддержать проект на Patreon

Актуальные данные о спецоперации на Украине

LCR-метр, что это такое и зачем он нужен

Так уж сложилось, что чаще всего радиолюбители пользуются тремя основными приборами - вольтметром, амперметром и омметром, но иногда возникают ситуации, когда для работы необходим более сложный и редкий прибор - LCR-метр.
При этом конечно подобные приборы также бывают как профессиональные, так и "любительские", но для начала о том, что это вообще такое.

Напоминаю, чтобы быть постоянно в курсе новых тем в блоге, рекомендую подписаться на мой инстаграмм, где я буду выкладывать уведомления о всех новых темах и возможно писать просто о чем-то интересном - ссылка на аккаунт

Также подписаться на обновления и новые статьи можно в телеграм канале - https://t.me/KirichBlog



Как уже следует из названия, прибор позволяет измерять три основных величины:
L - Индуктивность
C - Ёмкость
R - Сопротивление

Конечно емкость и сопротивление могут измерять большинство современных мультиметров, но LCR-метры это делают обычно точнее, в большем диапазоне, а также позволяют проводить дополнительные измерения, например добротности, коэффициента потерь, ESR (эквивалентное последовательное сопротивление) и делать это на разных частотах.
Подобный функционал необходим там, где уже не хватает обычных мультиметров, например при диагностике неисправностей импульсных блоков питания, преобразователей напряжения, радиочастотных цепей.

Типовые примеры:
1. Резисторы, самый распространенный вид радиокомпонентов.
LCR-метр, что это такое и зачем он нужен

И если с распространенными номиналами проблем не возникает, то измерение низкоомных резисторов может добавить сложностей. Обычный мультиметр часто может измерить нормально сопротивление порядка 1-2 Ома и выше, если ниже, то начинает сильно влиять сопротивление проводов, щупов и низкое разрешение. Даже довольно точный Uni-T 61E имеет дискретность измерения в таком режиме всего 10мОм, при том что даже у недорого LCR-метра минимальная дискрета 0.1мОм.
Соответственно если при помощи мультиметра можно относительно точно измерить резисторы с сопротивлением от 0.05-0.1Ома, то при измерении 10мОм он фактически ничего уже измерять не будет, для сравнения ниже измерение двух резисторов номиналом 1 и 2.2мОм.
LCR-метр, что это такое и зачем он нужен



Часто измерение малых сопротивлений необходимо при проверке и подборе/изготовлении токоизмерительных шунтов. Альтернативный вариант измерения по падению напряжения, но необходим регулируемый блок питания, амперметр и вольтметр.
LCR-метр, что это такое и зачем он нужен

Возможность измерения малых сопротивлений также полезна и для выявления таких проблем как неправильная маркировка, особенно низкоомных резисторов.
Слева резистор промаркированный как 0.1Ома, справа как 0.22Ома, но реально у них почти одно и то же сопротивление. Подобные ошибки могут стоить иногда очень дорого.
LCR-метр, что это такое и зачем он нужен

Также измерение малых сопротивлений может помочь в оценке оригинальности полевых транзисторов. В последнее время на рынок все чаще поступают поддельные и перемаркированные транзисторы и хоть просто измерение сопротивления в открытом состоянии не дает полной информации, но позволяет быстро понять что перед вами.
Для теста кроме прибора надо иметь только батарейку на 9 вольт. Вообще чаще всего данные в даташитах приводятся к напряжению на затворе в 10 вольт, но в данном случае это не существенно. Кроме того корректно измерять сопротивление сток-исток под током, обычно он указан в документации, но это требует наличия как минимум лабораторного блока питания.
Чтобы проверить транзистор, подключаем тестовые щупы к выводам сток и исток (обычно средний и правый) и подаем 9 вольт на крайние выводы, постоянно подавать напряжение не требуется, достаточно зарядить затворную емкость, но надо быть внимательным, не подключите случайно батарейку к щупам прибора, можно даже сначала "зарядить" транзистор, а только потом подключить щупы.
LCR-метр, что это такое и зачем он нужен

2. Конденсаторы, хоть и используются немного реже, но имеют свои особенности, например в отличие от резисторов они гораздо больше подвержены старению, особенно если речь идет об электролитических конденсаторах установленных в импульсных блоках питания, преобразователях материнских плат и т.п.
LCR-метр, что это такое и зачем он нужен

Особенное значение имеет ESR конденсаторов. Иногда бывают ситуации, когда конденсатор высыхает почти не теряя при этом емкость, но у него значительно увеличивается внутреннее сопротивление.
Обычным мультиметром такое не диагностируется, можно менять всё подряд, но это не всегда удобно и часто сложно или дорого, кроме того часто LCR-метры позволяет проводить измерения без выпаивания компонента, хотя конечно это зависит от схемы включения.

1. Большинство мультиметров измеряет конденсатор как идеальный, т.е. без учета его особенностей, иногда этого достаточно, иногда нет.
2. Более сложные приборы умеют отделять собственно конденсатор от его внутреннего сопротивления и измерять эти параметры отдельно.
3. На самом же деле эквивалентная схема конденсаторы выглядит гораздо сложнее и эти все параметры также можно измерить, но это совсем другой класс приборов и обычно он не требуется обычным радиолюбителям.
LCR-метр, что это такое и зачем он нужен

Для примера сравнение двух конденсаторов, дешевого китайского и фирменного. Хоть точный, но обычный мультиметр считает их почти одинаковыми, показывая лишь небольшую разницу в емкости. Но если подключить конденсаторы к LCR-метру, то видно что отличие во внутреннем сопротивлении у них почти в 5 раз! Если вы планируете применять конденсаторы в импульсных блоках питания, то именно эта разница в сопротивлении скажется как на нагреве, а соответственно и сроке службы, так и на характеристиках блока питания. Конденсаторы с большим внутренним сопротивлением не могут эффективно гасить выбросы.
LCR-метр, что это такое и зачем он нужен


3. Дроссели, трансформаторы и вообще моточные узлы, в отличие от конденсаторов и резисторов проверяются еще сложнее, и редко какой мультиметр вообще имеет возможность измерения индуктивности.
LCR-метр, что это такое и зачем он нужен

Применение LCR-метра облегчает изготовление моточных узлов, а также поиск межвиткового КЗ. Путем сравнения с исправным компонентом или известным значением можно легко понять, что трансформатор или дроссель неисправен так как у него в таком случае сильно изменится индуктивность.
LCR-метр, что это такое и зачем он нужен

Вообще для поиска короткозамкнутых витков существуют специальные приборы, но LCR-метр также позволяет определить эту проблему, например слева исправный трансформатор, справа он же, но с одним накоротко замкнутым витком, видно что индуктивность обмотки стала существенно меньше, также виток повлиял и на результат измерения активного сопротивления обмотки.
LCR-метр, что это такое и зачем он нужен

Рассмотрим несколько вариантов измерителей из разных ценовых категорий и их преимущества/недостатки.

Для начала конечно знаменитый транзистортестер Маркуса. Он существует в большом количестве вариаций, в корпусе и без, простые и имеющие частотомер, а также проверку стабилитронов, самодельные и фабричные. Иногда его ошибочно называют ESR-метром, это не совсем корректно, так как изначально это именно тестер транзисторов, а измерение ESR является лишь одной из его функций и добавлена она гораздо позже.
Кроме того данный прибор имеет очень большое комьюнити на известном сайте vrtp, где также можно узнать как прошить транзистор тестер.
У меня есть два варианта в самодельном исполнении, причем один из них умеет измерять стабилитроны, проверять кварцевые резонаторы и т.п.
LCR-метр, что это такое и зачем он нужен

Пожалуй для новичка это действительно выход, такой тестер умеет измерять очень много различных компонентов, особенно удобно проверять транзисторы, например облегчить такую задачу как найти базу эмиттер коллектор транзистора, но также вполне нормально проверяет и конденсаторы/резисторы.
LCR-метр, что это такое и зачем он нужен

Но более важно то, что этот тестер умеет измерять емкость и индуктивность, причем проводить и комплексное измерение, т.е. например у дросселя показать не только индуктивность, а и активное сопротивление обмотки, также и у конденсаторов, не только емкость, но и внутреннее сопротивление (ESR).
Есть конечно и недостатки, из-за простой схемотехники и двухпроводного подключения компонента ему сложно работать с малыми сопротивлениями.
LCR-метр, что это такое и зачем он нужен

Сейчас появился некий гибрид, транзистортестера и осциллографа от Fnirsi, лично я не пробовал, но судя по количеству заказов аппарат популярный.
LCR-метр, что это такое и зачем он нужен


Следующим шагом идут более специализированные устройства, LCR-метры, они не умеют проверять параметры транзисторов, но например индуктивность или малое сопротивление измерят лучше чем универсальный тестер. Типичный представитель - LC100-A.
В отличие от предыдущего прибора прошивка esr тестера закрыта, потому возможность обновления отсутствует.
LCR-метр, что это такое и зачем он нужен

Есть и другие, подобные измерители, но к сожалению у них остался недостаток универсального прибора - двухпроводное подключение, потому на результат измерений может сильно влиять качество контакта с компонентом и длина проводов. Калибровка esr тестера конечно помогает решить проблему длины проводов, но лучше использовать провода минимальной длины и большого сечения.
LCR-метр, что это такое и зачем он нужен

Для более опытных есть прибор, который можно отнести если не к профессиональным, то уж точно близким к ним. Кроме стандартных измерений он позволяет проводить комплексные, а также измерять добротность, диэлектрические потери, причем данный прибор имеет четырехпроводное подключение.
Также этот прибор позволяет проводить измерения на трех частотах, 100 Гц, 1 и 7.8кГц.

Продается такой прибор как в виде конструктора для сборки, так и в виде собранного устройства, у меня есть подробный обзор данного прибора и процесса его сборки.
LCR-метр, что это такое и зачем он нужен

Прибор может работать как в автоматическом режиме выбора измеряемой величины, так и в ручном, лучше использовать с ручным режимом так как автоматика иногда неверно определяет тип компонента.
LCR-метр, что это такое и зачем он нужен

Наличие четырехпроводного подключения сразу ставит XJW01 на голову выше многих других любительских приборов, такое подключение позволяет разделить цепи генератора тока и измерительной части, потому длина проводов и сопротивление контакта перестает влиять на результаты измерения.
Именно такой тип подключение используется наверное почти во всех профессиональных приборах, и даже там где компонент подключается прямо в клеммы прибора, также используется специальная контактная группа, состоящая из четырех контактов.
LCR-метр, что это такое и зачем он нужен

Для подключения измеряемых компонентов используются специальные зажимы, пинцеты и выносные контактные группы, а так как они также используют разъемы BNC для подключения, то даже фирменные устройства совместимы с показанным выше XJW01.
LCR-метр, что это такое и зачем он нужен

Фактически все то же самое есть у фирменных, но относительно бюджетных LCR-метров от фирм Uni-T и Hantek. Они также имеют четырехпроводное подключение, измерение емкости, индуктивности и сопротивления включая ESR и комплексные измерения.
При этом часто современные приборы могут измерять на частотах до 100кГц, что позволяет тестировать компоненты на более высоком уровне. Особенно это может помочь при отборе конденсаторов для работы в современных импульсных блоках питания, частота работы которых находится на сопоставимом значении.
LCR-метр, что это такое и зачем он нужен

Еще стоит отметить устройства которые можно отнести к начальному классу профессиональных, например ET4401
Прибор интересный, может как нибудь попробую как он в работе.
LCR-метр, что это такое и зачем он нужен


Но нужно быть внимательным, в продаже есть большое количество подобных измерителей LCR, при этом у них часто декларируется диапазон частот до 100 кГц, Однако если внимательно прочитать инструкцию, то станет понятно что в режиме измерения на такой частоте максимальная измеряемая емкость существенно ниже. Для примера инструкция от DT9935, на частоте 10кГц он может измерять до 200мкФ, а на 100кГц всего до 2мкФ.
LCR-метр, что это такое и зачем он нужен

Ну а дальше идут уже приборы профессионального класса, которые чаще всего обычному пользователю будут слишком дороги. Во многом они похожи на те, что показаны выше, часто используется тот же принцип измерения, но элементная база, функциональные возможности, подключение к компьютеру и особенно возможность поверки относят их к совсем другому классу. Конечно они выходят за рамки данной статьи, но и совсем забыть про них было бы некорректным. Например на фото LCR-метр Rohde & Schwarz HM8118, заявленная погрешность 0.05-0.5% (у XJW01 заявляется 0.3-0.5%), цена около $3000.
Из особенностей - измерение на частотах до 200кГц, до 12 измерений в секунду, напряжение смещения внешнего конденсатора до 40В.
LCR-метр, что это такое и зачем он нужен


Резюмируя все вышесказанное можно сказать, что для начинающего радиолюбителя более чем достаточно обычного транзистортестера, который перекроет 90% его задач, опытным скорее всего потребуется прибор посложнее и здесь можно смотреть либо на готовые приборы от брендов среднего уровня, либо на конструкторы типа XJW01. А вот тем кто работает профессионально, возможно будут нужен не просто прибор, а прибор которые числится в госреестре и соответственно которому можно заказать метрологическую поверку, это также является отличием профессиональных приборов от любительских, хоть и качественных.
Эту страницу нашли, когда искали:
bpvthbntkb icr, что означает буква d на дисплее lcr метра, lcr метр ms5308 ремонт схема, lc-метр гибридный, lcp метр как работает, https://www.kirich.blog/stati/informaciya-dlya-nachinayuschih/1159-lcr-metr-chto-eto-takoe-i-zachem-on-nuzhen, измерители rlc метр срок службы, auto lsr metr, lcr-метр, lcr, qs metr, зачем на lcr метре разные частоты

Товары по сниженной стоимости


Вас может заинтересовать


Товары по сниженной стоимости


Комментарии: 9

  1. XJW01- действительно добротный приборчик. В своё время именно благодаря вашему обзору его и купил. Очень удобно с ним измерять соотношения витков в трансформаторах с высокими этими самыми соотношениями, где "всетестеры" безбожно врут из-за высоких приведённых ёмкостей и неумения разделять индуктивные и ёмкостные составляющие.
    Сейчас же, когда совсем обленился в плане DIY, взял бы Hantek 1832C под прошивку на 1833С.
    #1: 14 мая 2023 21:32
  2. Отличная статья! Я бы только добавил пару вариантов для любительского уровня
    - DER EE 5000 LCR meter. Много лет на рынке но по прежнему за свои деньги отличный вариант.
    - Как вы справедливо отметили, большинство приборов любительского уровня не поддерживают измерение ESR на частоте 100 кГц (как например XJW01 который ограничен 7.8кГц) или накладывают ограничения на максимальную измеряемую емкость (например 20uF на 100 кГц для DE 5000). Решением может являться прибор показометер типа MESR-100. При всех своих ограничениях (например только двухпроводное подключение) он на удивление точен по сравнению с DE 5000 (заявлено 1% с резолюцией 1мОм) и относительно бюджетен (порядка 35-40$).

    #2: 15 мая 2023 12:54
  3. Цитата: Romulus
    Отличная статья! Я бы только добавил пару вариантов для любительского уровня
    - DER EE 5000 LCR meter. Много лет на рынке но по прежнему за свои деньги отличный вариант.
    - Как вы справедливо отметили, большинство приборов любительского уровня не поддерживают измерение ESR на частоте 100 кГц (как например XJW01 который ограничен 7.8кГц) или накладывают ограничения на максимальную измеряемую емкость (например 20uF на 100 кГц для DE 5000). Решением может являться прибор показометер типа MESR-100. При всех своих ограничениях (например только двухпроводное подключение) он на удивление точен по сравнению с DE 5000 (заявлено 1% с резолюцией 1мОм) и относительно бюджетен (порядка 35-40$).



    MS5308 також не міряє велику ємність на 100кГц, але нормально міряє ESR.
    І на відміну від 5000, має справжнє 4-дротове підключення і щупи Кельвіна.
    #3: 17 мая 2023 18:31
    1. DE-5000 также имеет 4-х проводное подключение. MS5308 выглядит интересно хоть и получается дороже.
      #4: 18 мая 2023 08:36
      1. Недавно на такой приборчик наткнулся, что-то стало любопытно, но дорогие заразы...

        #5: 23 мая 2023 15:33
  4. Короткозамкнутые витки правильно находятся по низкой добротности :)
    #6: 26 мая 2023 14:51
  5. Я разорился на Nanonva-F V2 и иногда использую его для RLC измерений
    https://forum.qrz.ru/attachment.php?attachmentid=245195&d=1577434586
    #7: 17 июня 2023 15:33
  6. Позвольте задать два вопроса.

    Таблицы максимальных значений ESR у электролитических конденсаторов
    Не понимаю, почему различаются значения в 1 и 2 таблицах для значений ниже 10мкф? В последней таблице значения в Разы больше, хотя в 1 и 3 тоже приведены максимальные значения? В дополнение есть таблица от BSIDE ESR02pro тестера, там вообще третьи значения.

    Помогите разобраться. Конденсатор Hitano EFH 1500uF 16V. В документации нет обозначения "правильных" ESR, но пишет "higher ripple current with minimized ESR.". Где можно почитать что такое Импеданс Z и как из него получить ESR?
    #8: 4 сентября 2023 15:06
    1. Цитата: igo
      Помогите разобраться. Конденсатор Hitano EFH 1500uF 16V. В документации нет обозначения "правильных" ESR, но пишет "higher ripple current with minimized ESR.". Где можно почитать что такое Импеданс Z и как из него получить ESR?

      Импеданс - это полное сопротивление цепи переменному току на определённой частоте. В случае с конденсатором, для самой упрощённой последовательной эквивалентной цепи, абсолютное значение импеданса равно корню квадратному из суммы квадратов ЭПС, реактивного ёмкостного и реактивного индуктивного сопротивлений цепи. С учётом частоты измерения 100 кГц, индуктивностью, и даже ёмкостью, можно пренебречь, их вклад в абсолютное значение импеданса будет пренебрежимо мал. Поэтому можете смело табличные значения импеданса из даташита принимать как ЭПС.
      #9: 4 сентября 2023 22:43

Информация

Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.


Актуальные данные о спецоперации на Украине