Danas je nabavljen uređaj za ispitivanje ispravnosti kondenzatora Capaci-Tester IT-22, proizvod američke tvrtke Heath iz 1960-tih godina (IT-22 se proizvodio u razdoblju od 1962. do 1966. godine).
Tvrtka Heath (proizvodni zaštitni znak Heathkit) osnovana je 1926. godine te posluje i danas. Kroz čitavo razdoblje poznata je po prodaji elektroničkih setova elemenata (KIT kompleta) iz kojih su kupci samostalno sklapali elektroničke uređaje. KIT kompleti uključuju mjerne, ispitne i testne instrumente za elektroniku, zatim audio, radio i TV uređaje, robote, računala i drugo. Tvrtka Heath otvorila je svoje podružnice u više zemalja svijeta (Kanada, Švedska, Engleska, Austrija, Švicarska, Njemačka, Francuska) pod imenima Daystrom i kasnije Schlumberger. KIT kompleti su se proizvodili u razdoblju 1947. do 1992. godine, a nakon toga se tvrtka Heath prebacila na proizvodnju edukacijske opreme i senzora pokreta za kontrolu rasvjete. Posao sa senzorskom rasvjetom je 2000. godine prodan, te je 2011. godine tvrtka ponovno pokušala pokrenuti posao sa KIT elektroničkim kompletima, no već iduće godine proglasila je bankrot. Nakon toga dolazi do promjene vlasništva, reorganizacije i rekonstrukcije tvrtke tako da od 2018. godine tvrtka Heathkit ponovno nudi internetsku prodaju širokog spektra različitih KIT elektroničkih kompleta te komponenti i pribora za elektroniku.
Tester kondenzatora Heathkit IT-22 služi za provjeru ispravnosti kondenzatora bez odlemljivanja iz strujnih krugova. Instrumentom se ne može mjeriti kapacitet kondenzatora ili detektirati moguće curenje struje, već se samo vrše dva testa na ispravnost: jedan koji pokazuje da li je kondenzator u kratkom spoju i drugi koji pokazuje da li je kondenzator u prekidu. Kratki spoj ili prekid su uobičajena dva stanja kod neispravnih kondenzatora pa se ovim instrumentom može otkriti većina kondenzatora koje je svakako potrebno zamijeniti.
Test na kratki spoj vrši se frekvencijom gradske mreže (50 ili 60 Hz) te je pozitivan na sve otpore manje od 10 Ω. Ovim testom mogu se testirati kondenzatori kapaciteta do 20 µF, svih tipova osim elektrolitskih. Test na otvoreni prekid vrši se frekvencijom od 19 MHz te je pozitivan na sve otpore veće od 30 – 2000 Ω, ovisno o kapacitetu kondenzatora. Ovim testom mogu se testirati kondenzatori kapaciteta od 50 pF na dalje.
Da bi shvatili zašto postoje ova ograničenja, moramo proučiti elektroničku shemu i vidjeti kako izgledaju mjerni krugovi za oba testa.
Vidimo kako se testni krugovi temelje na indikacijskoj elektronskoj cijevi (magičnom oku) oznake 1629. Za grijanje katode potrebno je 12,6 V / 150 mA, a anodni naponi moraju biti u rasponu 100 – 250 V. Ovu elektronsku cijev možemo promatrati kao triodu sa dvije anode, gdje je ova druga indikacijska anoda. Vidimo da je anodni napon iz transformatora visokih izmjeničnih 540 V. Uobičajeno bi ovaj napon trebalo ispraviti diodom, no ovdje sama elektronska cijev 1629 djeluje kao ispravljačica te propušta samo jednu poluperiodu izmjeničnog napona. Efektivna vrijednost istosmjernog pulsirajućeg napona na anodama stoga neće prelaziti 250 V.
Iako je elektronička shema relativno jednostavna, zbog višepolnih sklopki često je teško razlučiti koji krugovi sudjeluju u kojem mjerenju. Stoga ćemo ovu shemu razdvojiti na krug za detekciju kratkog spoja kondenzatora i na krug za detekciju prekida kondenzatora.
Test na kratki spoj
Na shemi lijevo jasno se vidi da se ovdje testni napon dobiva iz sekundarnog namota mrežnog transformatora (55 V) i isti se preko elemenata za ograničenje struje (R1, R2, C2) vodi na testni kondenzator i na rešetku elektronske cijevi. Izmjenični mrežni napon ispravlja se opet na samoj elektronskoj cijevi (mrežica-katoda) čime se dobiva dovoljna vrijednost negativnog prednapona da se magično oko zatvori. Ukoliko je testni kondenzator u kratkom spoju, onda se preko njega testni napon odvodi na masu, te uslijed izostanka istog na mrežici elektronke magično oko se otvori. Ukoliko je kondenzator ispravan ili je u prekidu to neće utjecati na prednapon rešetke i ona ostaje zatvorena.
Na shemi možemo zanemariti elemente C5, C6, C7, L1A i L1B jer su isti kratko spojeni na masu i ne utječu na testni krug za kratki spoj. Katoda elektronke je praktično izravno vezana na masu preko dijela zavojnice L1B.
Test na kratki spoj će biti pozitivan sve dok je otpor ispitivanog kondenzatora na 50/60 Hz manji od 10 Ω. Normalno otpor od 10 Ω imaju kondenzatori od 320 µF / 50 Hz, odnosno 265 µF / 60 Hz. Ipak, mora se uzeti neka rezerva te je deklarirano da se na kratki spoj mogu pouzdano testirati kondenzatori do 20 µF, a njihov kapacitivni otpor je 160 Ω / 50 Hz, odnosno 133 Ω / 60 Hz. No, praktično se ionako neće moći testirati kondenzatori većeg kapaciteta od nekoliko µF, jer se na ovaj izmjenični testni krug ne smiju spajati elektrolitski kondenzatori.
Test na otvoreni prekid
Kod ovog testa trioda elektronske cijevi sa LC elementima titrajnog kruga L1B, C5 te R5 i C3 formira Hartley oscilator frekvencije oko 19 MHz. S druge strane, posebni LC titrajni krug koji čini L1A i C7 nalazi se vrlo blizu titrajnom krugu oscilatora, te je rezonantno podešen tako djeluje kao apsorpcijski (usisni) krug koji izvlači svu energiju iz LC kruga oscilatora. To uzrokuje da oscilator prestane sa radom. Kad oscilator ne radi, nema ni prednapona na rešetki cijevi (R5) te je magično oko otvoreno. Ovakvo stanje se zadržava sve dok su ulazne stezaljke otvorene ili je na njima kondenzator u prekidu. Međutim, ukoliko se na ulazne stezaljke spoji ispravan kondenzator ili neki otpor (kratki spoj), apsorpcijski krug će se razdesiti, neće više opterećivati oscilator i isti će proraditi. Pojava napona na rešetki cijevi (R5) uzrokovati će da se magično oko zatvori.
Ovdje testni kondenzator ne smije biti premalog kapaciteta jer neće dovoljno razgoditi apsorpcijski LC krug i oscilator neće proraditi. Prema specifikacijama kondenzator mora biti kapaciteta većeg od 20 pF. Ovdje se mogu testirati sve vrste kondenzatora jer su mjerne struje i naponi vrlo mali.
Naravno, kondenzatori u električnim krugovima mogu biti vezani serijski ili paralelno sa različitim drugim elementima, najčešće sa otpornicima i zavojnicama, a to svakako može utjecati na rezultat mjerenja tako da će isti biti posve pogrešan.
Ponekad se naiđe na testere komponenti koji se poput ovog našeg reklamiraju da mogu ispitivati i mjeriti vrijednosti pojedinih komponenti bez odlemljivanja s pločice, dakle kada su normalno vezane u električne krugove sa ostalim komponentama. Svakome tko imalo shvaća električne krugove jasno je da ovo treba uzeti s velikom rezervom. Ne postoji instrument koji će izmjeriti pojedinačnu vrijednost nekog otpornika ukoliko su mu u krugu paralelno vezani i drugi otpori, a isto vrijedi i za kondenzatore, zavojnice i sve druge pasivne elemente. Takva mjerenja su vrlo uvjetovana i uglavnom se svode na testove (prolazi / ne prolazi) koji također nisu posve imuni na utjecaje stranih komponenti. Nešto bolji rezultati mogu se postići sa testovima aktivnih komponenti, posebice tranzistora.
Pa ipak, unatoč uvjetovanoj pouzdanosti, ovakvi su testeri često vrlo praktični. Kada imamo veliki broj kondenzatora od kojih bi svaki mogao biti neispravan i ne znamo od kud krenuti, svakako je bolje rješenje napraviti ovim testerom prvo neku selekciju, pa onda ići u odlemljivanje i zatim puno testiranje prvo onih kondenzatora koji nisu prošli ovakav test.
Bilo bi idealno da netko uspije konstruirati instrument za posve pouzdano testiranje pasivnih komponenti dok su još zalemljene na pločici, no malo je vjerojatno da će to nekome poći za rukom. Sretan je već onaj tko ima aparaturu za pouzdano testiranje i mjerenje svih komponenti i kada su iste odlemljene od pločice 🙂
