Grote afwijkingen in meten elco's

Ik ben bezig met een test van Chinese elco's en een van de tests is uiteraard een meting van de toleranties.
Ik heb twee apparaten die elco's kunnen meten:
1) ET4401 LCR-meter, volgens spec's ±0,4 % nauwkeurig
2) VC650BT multimeter, volgens spec's ±2,0 % nauwkeurig
De meettechnieken zijn waarschijnlijk anders: de ET4401 werkt met vier-draad meting, de VC650BT met twee-draad meting.
Beide apparaten geven de waarde van een 1 μF ~ ±1,0 % niet-elektrolytische condensator nauwkeurig aan:
ET4401: 1,0087 μF
VC650BT: 1,0083 μF
Bij het meten van elco's wijken de meetresultaten van beide meters echter erg af, bijvoorbeeld:
ET4401: 91,7 μF ~ 263 μF ~ 848 μF ~ 2.073 μF
VC650BT: 99,5 μF ~ 198 μF ~ 889 μF ~ 2.218 μF
Bovendien is aan de afwijkingen geen touw vast te knopen, er valt geen wetmatigheid in te ontdekken.
Heeft iemand enig idee wat er aan de hand is (of wat ik verkeerd interpreteer)?

Bezoek mijn elektronica-hobby blog https://verstraten-elektronica.blogspot.com/

Meet je de waardes wel bij 120Hz?

Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - hard en software ontwikkeling: www.arcovox.com

De multimeter meet de condensartor met een gelijkstroom en een counter. Zodra tijdens het laden een grenswaarde word bereikt word de counter uitgelezen en omgezet naar een capaciteitswaarde. Bij deze meting word geen rekening gehouden met de eventuele lekstroom van de condensator. Als die veel lekt zal de gemeten waarden dan ook navenant groter zijn maar wel totaal fout. Een elco die de helft van zijn waarde is verloren door ouderdom zal dan vaak met een multimeter wel gewoon de goede waarde aangeven zoals die staat op de elco. Dan denk je de elco is nog goed maar is eigenlijk als morsdood.
Meten met een multimeter aan elco's vind ik zelf dan ook zinloos en geeft enkel goede resultaten als de elko's nieuw en geformeerd zijn\ maar daar heb je die meter niet voor nodig dat staar er ook gewoon op.

De LCR meter meet met een wisselstroom. Meestal word een elco gemeten bij 120Hz.

En je zit met de parasitaire serieweerstand van de elco. Die is niet te verwaarlozen vergeleken met niet-elektrolytische condensatoren.
Als proef kan je de capaciteit van een gewone condensator in serie met een weerstand van bijv 10 Ω meten. Kijken wat de meter voor capaciteitswaarde hij dan aangeeft

Bezoek mijn neefjes' site: www.tinuselectronics.nl

Op 5 mei 2021 00:09:13 schreef ohm pi:
En je zit met de parasitaire serieweerstand van de elco. Die is niet te verwaarlozen vergeleken met niet-elektrolytische condensatoren.

De ESR's worden door de ET4401 ook gemeten en de gemeten waarden zijn niet verontrustend. Bij de 50 elco's die ik tot nu toe heb gemeten ligt de ESR onder 400 mΩ.

Bezoek mijn elektronica-hobby blog https://verstraten-elektronica.blogspot.com/

En er is nog meer aan de hand...

Toleranties op elco's zelf zijn vaak ook erg hoog. Het kan best zijn dat een tolerantie is gespecificeerd als -20/+50% Elco's worden niet gemaakt als preciesie onderdeel, maar om rimpels op spanningen weg te werken en om tussen de pieken door "voldoende stroom" te kunnen leveren. Voor die toepassing zijn elco's dan ook wel geschikt.

Vooral in oudere schakelingen zie je ze nog wel eens aan de uitgang van een audio versterker. Ook daar wordt hij niet echt gebruikt als "filter" maar alleen om DC weg te houden van de luidspreker spoel. Het geheel (met de luidspreker impedantie) vormt uiteindelijk wel een filter, maar dat is meer een noodzakelijk bijverschijnsel dan een doel. Maar als je audio door wilt laten, en DC tegen wilt houden, dan moet wel ergens een grens liggen...

Verder zijn elco's gepolariseerd, en kunnen erg gaan lekken als je de spanning ompoolt. Een elco met een AC spanning meten is dan ook geen goede manier voor een betrouwbaar meetresultaat.

Van zommige keramische condensatoren is de capaciteit heel erg variabel met de spanning (X5R is geloof ik een van de slechtste). Als je 5V gelijkspanning over zo een condensator zet kan de capaciteit ineens halveren (Of nog erger, tot 80% verlies komt voor) Ik geloof dat elco's ook last hebben van dit fenomeen (maar in veel mindere mate, misschien een paar procent).

Als laatste:
Capaciteits meting van multimeters is meestal geen nauwkeurige meting, en zeker niet voor grotere elco's. Het is meer een berijk dat er "een beetje wordt bijgedaan".

[Edit]
Oops, even VC650BT ingetypt op internet...
Meer als EUR500 betalen voor een no-brand DMM met een conrad sticker er op?
Voor dat geld heb je een Siglent, Rigol of (bijna) een Keithley.

Een elco met een AC spanning meten is dan ook geen goede manier voor een betrouwbaar meetresultaat.

Is wel een goede manier en meeste meters doen het met AC: capaciteit wordt bijna altijd gegeven bij 120Hz. (ook makkelijker met ESR meten)

Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - hard en software ontwikkeling: www.arcovox.com

een meetbrug (de eerste in de test) drukt C dan nog uit in Cp of Cs. dat doet de tweede meter (de multimeter) niet. en dat geeft al een verschil op zich. Je zou nog eens een tweede brug moeten gebruiken als referentie, zal je zien dat de eerste meter gelijk heeft :-) (als ie goed werkt)

Ik gebruik nooit en te nimmer een multimeter voor het meten van elco's. het is waardeloos, zeker als de elco niet meer nieuw is, en dan juist wil je een meting uitvoeren of ie nog goed is of niet.

Op 5 mei 2021 00:16:59 schreef Kortsluiting_Online:

Toleranties op elco's zelf zijn vaak ook erg hoog. Het kan best zijn dat een tolerantie is gespecificeerd als -20/+50% Elco's worden niet gemaakt als preciesie onderdeel, maar om rimpels op spanningen weg te werken en om tussen de pieken door "voldoende stroom" te kunnen leveren. Voor die toepassing zijn elco's dan ook wel geschikt.

was helemaal waar, alhoewel de waardes de laatste 35 jaar veel meer overeenkomen me de opgegeven waarde, maar, het verklaart nog steeds niet het verschil tussen beide meters.

[Bericht gewijzigd door kris van damme op 5 mei 2021 00:33:51 (39%)]

Op 4 mei 2021 23:58:59 schreef benleentje:
De multimeter meet de condensartor met een gelijkstroom en een counter. Zodra tijdens het laden een grenswaarde word bereikt word de counter uitgelezen en omgezet naar een capaciteitswaarde. Bij deze meting word geen rekening gehouden met de eventuele lekstroom van de condensator. Als die veel lekt zal de gemeten waarden dan ook navenant groter zijn maar wel totaal fout.

Bedankt voor deze uitleg! Zou inderdaad een verklaring voor de afwijkingen tussen beide metingen kunnen zijn. Een meting van de lekstromen staat uiteraard ook op het programma. Op dat moment zal ik de capaciteit van elco's met een kleine en met een grote lekstroom nog eens met beide meters meten. Als uw verklaring klopt zou in het eerste geval kleine en in het tweede geval grote onderling verschillende meetresultaten moeten verschijnen.

Bezoek mijn elektronica-hobby blog https://verstraten-elektronica.blogspot.com/

Een elco met een AC spanning meten is dan ook geen goede manier voor een betrouwbaar meetresultaat.

Helaas, het is de enige juiste manier, al was het alleen maar omdat de specs van de fabrikant gebaseerd zijn op AC metingen. Ze geven C en tan δ (meestal door de LCR meter vermeld als D), meestal voor 100/120 Hz. ESR wordt niet direct vermeld, maar het is te berekenen uit D.

Voor elcos zijn de volgende zaken van belang: C, D(ESR), DC lekstroom/doorslag. Daarnaast heeft het ding zelfinductie (ESL) en zelfresonantie waarbij C en L elkaar opheffen. En omdat het Chinezen betreft, dit alles zegt niets over de levensduur van het ding. De constructie, het aluminium van de folie en de kwaliteit van het elektrolyt zijn belangrijk maar niet te achterhalen anders door duurtesten (bij 85 of 105 graden omdat deze door de fabrikant wordt opgegeven).

DMMs kunnen C meten maar gebruiken DC en is alleen bruikbaar bij goede elcos. Ook de ESR vertekent het resultaat.

Heb je capaciteit standaards ?

www.pa4tim.nl, www.schneiderelectronicsrepair.nl, Reparatie van meet- en calibratie apparatuur, ook oud en exotisch

Op 5 mei 2021 00:16:59 schreef Kortsluiting_Online:
Oops, even VC650BT ingetypt op internet...
Meer als EUR500 betalen voor een no-brand DMM met een conrad sticker er op?
Voor dat geld heb je een Siglent, Rigol of (bijna) een Keithley.

Weliswaar volledig off-topic, maar ????? Ik heb op 23-04-2018 exact € 195,00 betaald bij Conrad voor deze meter. Ben er uiterst tevreden mee. Vergeleken met een Fluke 8842A en voldoet volledig aan zijn specificaties. Handige USB-interface om de meter ook als logger te gebruiken.

Bezoek mijn elektronica-hobby blog https://verstraten-elektronica.blogspot.com/

Een screenshot van:

http://rubycon.co.jp/en/products/alumi/technote5.html#6-5

Dus zelfs met een omgepoolde spanning van -2V krijg je al een aanzienlijke kapaciteits achteruitgang (na 100 uur ofzo, dus een korte meting zal dan misschien nog wel gaan)

Wat die DMM betref. Ik zag hem op onderstaande link.
Als je hem voor EUR200 kunt vinden, dan kan ik me wel voorstellen dat je het aantrekkelijk vind.
https://www.conrad.com/p/voltcraft-vc650bt-bench-multimeter-digital-ca…!

Nog meer off-topic...
Een paar dagen terug kwam ik deze tegen:
https://www.eleshop.nl/owon-xdm1041-multimeter.html
(Wordt verwacht vanaf 2021-05-13)
Ik heb hier erg intresse in, vooral omdat er geen draai schakelaar op zit (rechtstreekse keuze druk-knoppen) en omdat hij erg ondiep is (8cm ofzo)
Ik heb wel gezelen dat auto-rangen traag is. Dat is dan weer een grote afknapper voor een tafelmodel multimeter.

Zoals gezegd is een multimeter met condensatorcheck meestal alleen goed als globale indicatie van de waarde.
Voor echte metingen heb je een LCR meter nodig (ik heb de DE-5000: https://www.eleshop.nl/de-ree-de-5000-lcr-meter-100-khz.html)
(op Ali was hij iets van 100 euro)

Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - hard en software ontwikkeling: www.arcovox.com

Op 5 mei 2021 01:16:41 schreef Arco:
Zoals gezegd is een multimeter met condensatorcheck meestal alleen goed als globale indicatie van de waarde.

ben al blij dat er één iemand hierover hetzelfde denkt. Ik waarschuw op Co al een jaar of 15 tegen de onbetrouwbaarheid van C meetfunctie in een multimeter, maar helaas, er zijn velen ongelovigen. Nu toch eentje die gereformeerd is :-)

Op 5 mei 2021 01:59:59 schreef kris van damme:
ben al blij dat er één iemand hierover hetzelfde denkt. Ik waarschuw op Co al een jaar of 15 tegen de onbetrouwbaarheid van C meetfunctie in een multimeter, maar helaas, er zijn velen ongelovigen. Nu toch eentje die gereformeerd is :-)

Dat geldt dan misschien voor elco's, maar de vraag is of dat voor alle soorten condensatoren en alle multimeters geldt.
Ik heb even mijn zeven ±1 % condensatoren nagemeten met mijn VC650BT MULTIMETER, uiteraard met zo kort mogelijke aansluitdraadjes:
470 pF → 465 pf
1 nF → 1,013 nF
4,7 nF → 4,725 nF
10 nF → 9,992 nF
47 nF → 46,82 nF
100 nF → 100,50 nF
1 μF → 1,0085 μF
(En nu ga ik slapen!)

Bezoek mijn elektronica-hobby blog https://verstraten-elektronica.blogspot.com/
flash2b

Golden Member

Wat meet je Cp of Cs ?
Heb je de ET4401 ge-nulled en ge-short ?

Voor kleine condensatoren kan je beter Cp meten, voor grotere Cs.

Bij mijn ZXP8511D kan ik kiezen welke parameter ik meet, bij mijn DER-EE DE-5004 gaat het automatisch en zie ik wat er gekozen is.

Op 5 mei 2021 01:07:01 schreef Kortsluiting_Online:

Dus zelfs met een omgepoolde spanning van -2V krijg je al een aanzienlijke kapaciteits achteruitgang (na 100 uur ofzo, dus een korte meting zal dan misschien nog wel gaan)

Bijna al mijn capaciteit meters zitten onder 2V. Mijn dagelijkse meter (BK891) doet 0,5 of 1Vac. Mijn HPs 0,1 of 1VAC, Maar dat is niet het probleem. De fabrikanten van elcos geven de specs op en als je wilt zien of ze daaraan voldoen zul je net als zij met AC moeten meten.

Jeever, kijk naar de specs voor de range die jij gebruikt en de juiste leeftijd (meestal iets als 24 uur, 3 maanden, een jaar) Voor D/ESR gelden vaak weer andere specs. Daarnaast opwarming en temperatuur meenemen. En na opwarmen eerst een open/short calibratie doen. Maar zonder vergelijk (standaards of gecalibreerde high end LCR meter) is het niet meer dan leuke bezigheids therapie :-) We zitten nu met covid maar anders mag je je meter wel een keer met de mijne vergelijken. (stuk of 15 denk ik en de meeste 0.1% of beter) en/of met mijn standaards.

Kris, ik roep al jaren het zelfde. Ik heb eeb Brymen, Agilent, Fluke en Keithley die capaciteit kunnen meten maar ik gebruik het nooit. Hooguit om even te checken of die 1 uF smd zonder opdruk wel een 1uF is of ontsnapt is uit het vakje ernaast.

(heb een heel verhaal zitten typen en druk ergens op, weg verhaal en niet terug te halen, stomme PC :-( )

www.pa4tim.nl, www.schneiderelectronicsrepair.nl, Reparatie van meet- en calibratie apparatuur, ook oud en exotisch

Op 5 mei 2021 02:23:19 schreef Jeever:
[...]
Dat geldt dan misschien voor elco's, maar de vraag is of dat voor alle soorten condensatoren en alle multimeters geldt.

antwoord is eenvoudig. zolang de condensator heel goed is ( niet teveel lek en ESR, etc) geeft een onrechtstreekse meetmethode (zoals gebruikt in DMM) een goed resultaat. Maar als er met het C'tje wat fout zit, gaat de meting ook fout. typisch is een elco met een slechte ESR waarvan de Cs waarde gereduceerd is tot enkele procenten, maar de multimeter meet die nog steeds goed.

Dus de DMM methode is goed voor het sorteren nieuwe condensatoren, maar niet voor achteraf, tijdens herstellingen bvb en laat nu dat net het belangrijkste zijn...

Bij capaciteit speelt ook de meet methode een rol. Veel goede LCR meters zijn 5 draad (kelvin + guard) Soms wat verstopt, mijn GR's hebben bv de guard op het kabinet. Er zit een schroefje onder de terminals wat de derde guard aansluiting is. Daarnaast speelt er nog veel meer een rol (oa de meetopstelling) maar dat gaat wat te ver voor de metingen zoals jij nu doet.

Mijn beste C brug (GR1520) echt optimaal gebruiken is een kunst op zich. De mijne komt uit het cal-lab van GR zelf. Het was de brug waarmee ze standaards calibreerde maar het mooiste is dat hij gemaakt is op zo'n manier dat hij niet kan verlopen. Maar hij is niet bedoeld voor elcos.

Bij kleinere capaciteiten wordt de DMM meting minder betrouwbaar dan bij grote.

Zie ook de opmerking van Flash, de verschillende metingen qua Cs en Cp. Je kunt Cs naar Cp omrekenen als je D weet. (Mijn 1520 meet alleen Cp en G) Cp = Cs als D = 0, in de manuals van GR is vaak een heel hoofdstuk geweid aan het rekenkundig corrigeren van de metingen bij hogere D waarden. C meten is niet zo makkelijk als het lijkt. Ik ben ooit met fF bezig geweest en heb "standaards" gemaakt voor het pF bereik mbv FR-4, omdat ik het dan kon berekenen maar dat bleek heel anders dankzij bv dingen als rand-effect, luchtvochtigheid, aansluit draadjes etc

[Bericht gewijzigd door fred101 op 5 mei 2021 10:04:55 (19%)]

www.pa4tim.nl, www.schneiderelectronicsrepair.nl, Reparatie van meet- en calibratie apparatuur, ook oud en exotisch
fzwart

Golden Member

Ik heb hier een defecte elco van 330uF/25V eens opnieuw nagemeten.

De Siglent SDM3045X geeft 73,7 uF.

De Fluke 179 geeft 92,1 uF

De Uni-T UT612 geeft bij 120 Hz: Cs 20,75 uF - D 1,114
en bij 1 kHz: Cs 6,682 - D 1,288

De condensator komt uit een Whirlpool vaatwasser die de meest uiteenlopende foutcodes gaf na het starten.
Gezien de behoorlijk hogere waarden bij multimeters kan ik me voorstellen dat je daar condenstatoren eerder goed zal keuren terwijl ze al niet meer goed zijn.

Al is een spreekwoord nog zo raar, als het rijmt dan is 't waar
Thevel

Golden Member

Offtopic/

Op 5 mei 2021 09:43:04 schreef fred101:
(heb een heel verhaal zitten typen en druk ergens op, weg verhaal en niet terug te halen, stomme PC :-( )

Als je Firefox gebruikt kun je de Add-on Form History Control installeren, alles wat je in een veld typt word hierin opgeslagen.
Als je weer eens een "misser" hebt kun je de getypte tekst weer eenvoudig terughalen.

Capaciteit meten anders als bij 120Hz is alleen handig om meerdere condensatoren te vergelijken, niet om de capaciteit vast te stellen.
(die wordt altijd bij 120Hz gespecificeerd)

Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - hard en software ontwikkeling: www.arcovox.com
joopv

Golden Member

Ik heb ooit een 300 bd modem gesloopt en daar wat precisie condensatoren van bewaard.

Mocht Jos of iemand anders er interesse in hebben...