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Asg(R)

13.11.2015,
16:15
 

Kapazitätsmessung mit Multimeter (Elektronik)

Hallo,

ich habe mir heute einen Multimeter von HoldPeak HP-760H gekauft.
http://www.holdpeak.de/produkte.php?info=841

Nun habe ich ein paar Fragen zur Messung von Kondensatoren:

1. Kann das Gerät Schaden bekommen, wenn die Messproben (in der Luft) kurz geschlossen werden (also ohne irgend welche Bauteile dazwischen), während die Wählscheibe sich im CAP-Modus befindet?

2. Kann der Kondensator oder das Gerät beschädigt werden, wenn ich beim Messen die Polarität der Messproben und des Kondensators nicht übereinstimmen, also wenn ich das schwarze Messkabel an Plus-Anschluss und das rote an den Minus des Elkos anlege?

3. Ich habe gerade die Kapazität dreier Kondensatoren (2x 120 uF, 1x 22uF) mit dem Messgerät gemessen und jedes mal zeigt das Gerät etwa die Doppelte Kapazität des Elkos, also für 120 uF zeigt es 244 uF an und für 22uF zeigt es 46 uF an.
Die Messungen habe ich an eingebauten Elkos durchgeführt. Kann es daran liegen?

Ist es normal, dass ein Kondensator so einen großen positiven Unterschied an Kapazität im Vergleich zur angegebenen Kapazität es Herstellers aufweist?

Schöne Grüße

Asg

Sel(R)

E-Mail

Radebeul,
13.11.2015,
16:41
(editiert von Sel
am 13.11.2015 um 17:52)


@ Asg

Kapazitätsmessung mit Multimeter

» 1. Kann das Gerät Schaden bekommen, wenn die Messproben (in der Luft) kurz
» geschlossen werden (also ohne irgend welche Bauteile dazwischen), während
» die Wählscheibe sich im CAP-Modus befindet?

Nein. Nur nehmen einige Elkos einen Kurzschluß übel, wenn sie noch geladen sind. Außerdem darf ein geladener Elko nicht an die Meßanschlüsse, das nimmt das Multimeter übel.

» 2. Kann der Kondensator oder das Gerät beschädigt werden, wenn ich beim
» Messen die Polarität der Messproben und des Kondensators nicht
» übereinstimmen, also wenn ich das schwarze Messkabel an Plus-Anschluss und
» das rote an den Minus des Elkos anlege?

Nein. Aber es könnte Müll "gemessen" werden.

» 3. Ich habe gerade die Kapazität dreier Kondensatoren (2x 120 uF, 1x 22uF)
» mit dem Messgerät gemessen und jedes mal zeigt das Gerät etwa die Doppelte
» Kapazität des Elkos, also für 120 uF zeigt es 244 uF an und für 22uF zeigt
» es 46 uF an.

Vor der Messung muß der Kondensator entladen sein. Sonst gibts Fehlmessungen oder das Gerät qittiert den Dienst.

» Die Messungen habe ich an eingebauten Elkos durchgeführt. Kann es daran
» liegen?

Messungen können nur an ausgebauten Teilen durchgeführt werden, einseitiges Ablöten reicht meist auch aus.

» Ist es normal, dass ein Kondensator so einen großen positiven Unterschied
» an Kapazität im Vergleich zur angegebenen Kapazität es Herstellers
» aufweist?

Kann normalerweise +/-20% sein, es gibt auch Kondensatoren mit +50/-20% Toleranz und mehr.

LG Sel

Samuel Zeh

E-Mail

15.11.2015,
10:55

@ Asg

Kapazitätsmessung mit Multimeter

» Hallo,
»

» 1. Kann das Gerät Schaden bekommen, wenn die Messproben (in der Luft) kurz
» geschlossen werden (also ohne irgend welche Bauteile dazwischen)

Luft ist ein Isolator, vor allem bei so kleinen Leistungen, also dürfte nichts passieren
»
» 2. Kann der Kondensator oder das Gerät beschädigt werden, wenn ich beim
» Messen die Polarität der Messproben und des Kondensators nicht
» übereinstimmen, also wenn ich das schwarze Messkabel an Plus-Anschluss und
» das rote an den Minus des Elkos anlege?
»
ne normal kannst du da nichts kaputt machen, weil der Messstrom ja keine 20A sind. Wenn die Polung keinen Stromfluss zulässt, ist dieser auch nicht möglich.

» 3. Ich habe gerade die Kapazität dreier Kondensatoren (2x 120 uF, 1x 22uF)
» mit dem Messgerät gemessen und jedes mal zeigt das Gerät etwa die Doppelte
» Kapazität des Elkos, also für 120 uF zeigt es 244 uF an und für 22uF zeigt
» es 46 uF an.

Wenn du den Falschen Messbereich auswählst kann es eine ungenauigkeit bis zu 250µF geben, also erkundige dich mal wie du das messen soltest.

» Die Messungen habe ich an eingebauten Elkos durchgeführt. Kann es daran
» liegen?
»
Ja das kann auch ein Grund sein. Meistens sind andere Kondensatoren Parallel angeschlossen. Wenn der Kondensator unter einer fremden Spannung steht, beeinträchtigt diese auch die Kapazität. Also immer im ausgebauten zustand messen.

» Ist es normal, dass ein Kondensator so einen großen positiven Unterschied
» an Kapazität im Vergleich zur angegebenen Kapazität es Herstellers
» aufweist?
»
Kommt auf die Toleranz der Kondensatoren an, aber normal ist es nie die doppelte Toleranz, sondern maximal 20% Toleranz

Ich hoffe ich konnte dir weiter helfen

bjrn561(R)

15.11.2015,
18:57

@ Asg

Kapazitätsmessung mit Multimeter

Hab selbst ein günstiges LCR-Meter. Da macht der Ladezustand der Batterie schon ziemlich viel aus.

Würde aber auch eher vermuten, dass du andere Kapazitäten parallel hast und diese mit misst.

Asg(R)

17.11.2015,
01:38

@ bjrn561

Kapazitätsmessung mit Multimeter

Hallo,

Dankeschön für die schnelle Hilfe.

Ich habe nun euren Rat befolgt und die Elkos ausgebaut und entladen und anschließend getestet: die Messwerte sind jetzt so, wie es auf den Elkos steht - also passt.

» » 1. Kann das Gerät Schaden bekommen, wenn die Messproben (in der Luft)
» kurz
» » geschlossen werden (also ohne irgendwelche Bauteile dazwischen),
» während
» » die Wählscheibe sich im CAP-Modus befindet?
»

» [Sel schrieb:]
» Nein. Nur nehmen einige Elkos einen Kurzschluß übel, wenn sie noch geladen
» sind. Außerdem darf ein geladener Elko nicht an die Messanschlüsse, das
» nimmt das Multimeter übel.

D. h. Elkos generell über einen Widerstand entladen und nicht kurzschließen? Gehen bestimmte Elko-Typen beim Kurzschließen kaputt, wenn sie geladen sind oder hat es mit dem Alter/Zustand zu tun?

Bei der Kapazitätsmessung wird doch der Kondensator vom Multimeter geladen, oder? Heißt es, wenn man unmittelbar nach einer Messung eine weitere Messung durchführen möchte, den Kondensator nochmals entladen muss, oder kann man bedenkenlos mehrere Messungen unmittelbar nach einander vornehmen, ohne dass jedes Mal ein Entladen erforderlich wäre?

» [Samuel Zeh schrieb:]
» Luft ist ein Isolator, vor allem bei so kleinen Leistungen, also dürfte
» nichts passieren

Mit „in der Luft kurzschließen“ meinte ich, dass man einfach die Messspitzen direkt an einander hält, also dass dazwischen eigentlich gar nichts ist und sie kurzgeschlossen sind.

» » 2. Kann der Kondensator oder das Gerät beschädigt werden, wenn ich beim
» » Messen die Polarität der Messproben und des Kondensators nicht
» » übereinstimmen, also wenn ich das schwarze Messkabel an Plus-Anschluss
» » und das rote an den Minus des Elkos anlege?

» [Samuel Zeh schrieb:]
» Nein. Aber es könnte Müll "gemessen" werden.
»
Aus Neugier habe ich bei meinen neuen Messungen die Elkos in beiden Richtungen gemessen - also die Polarität vertauscht - bei beiden Male habe ich fast identische Messwerte erhalten. Die Tests habe ich mit Elkos verschiedener Kapazitäten durchgeführt (2,2u; 68u; 470u; 1000u; 2200u). Anscheinend erkennt das HP-760H DMM die Verpolung und berücksichtigt dies bei der Messung.

» » 3. Ich habe gerade die Kapazität dreier Kondensatoren (2x 120 uF, 1x 22uF)
» » mit dem Messgerät gemessen und jedes Mal zeigt das Gerät etwa die
» » Doppelte Kapazität des Elkos, also für 120 uF zeigt es 244 uF an und für 22uF
» » zeigt es 46 uF an.

» [Samuel Zeh schrieb:]
» Wenn du den Falschen Messbereich auswählst kann es eine ungenauigkeit bis
» zu 250µF geben, also erkundige dich mal wie du das messen soltest.
»

Das HP-760 hat Auto-Range. Die Messungen sind im ausgebauten Zustand nun ok.

» [bjrn561 schrieb:]
» Hab selbst ein günstiges LCR-Meter. Da macht der Ladezustand der Batterie
» schon ziemlich viel aus.
»
» Würde aber auch eher vermuten, dass du andere Kapazitäten parallel hast und
» diese mit misst.

Ok gut zu wissen. Du hast Recht, die Elkos waren parallel, wie oben beschrieben.

» » Die Messungen habe ich an eingebauten Elkos durchgeführt. Kann es daran
» » liegen?
» »

» [Samuel Zeh schrieb:]
» Ja das kann auch ein Grund sein. Meistens sind andere Kondensatoren
» Parallel angeschlossen. Wenn der Kondensator unter einer fremden Spannung
» steht, beeinträchtigt diese auch die Kapazität. Also immer im ausgebauten
» zustand messen.

Ja genau, ein Elko (120u) war tatsächlich zu einem anderen gleich gebauten Elko parallel geschaltet. Bei dem anderen Elko habe ich es noch nicht geprüft.

Kapazitätsmessung ohne Kapazitätsmessgerät – ist es wirklich zuverlässig, den Kondensator über Ohmmeter und anschließend über Voltmeter zu prüfen und wenn das Voltmeter zeigt, dass die Spannung kontinuierlich fällt, dann soll der Kondensator noch gut sein? Wie dieses 2-minutiges YouTube Video es zeigt?
https://www.youtube.com/watch?v=FDuN7QHn1-s


Ich suche die ganze Zeit nach einer Quelle, wo der richtige Umgang mit Multimetern und Messen von Bauteilen detailliert beschrieben wird. Hier und da findet man etwas aber bisher habe ich kein Buch oder eine Quelle im Internet gefunden, das/die umfassend ist.
Kennt ihr eine gute Quelle dazu?

Danke euch allen für die Unterstützung.

Viele Grüße

Asg

Hartwig(R)

17.11.2015,
12:24
(editiert von Hartwig
am 17.11.2015 um 12:25)


@ Asg

Kapazitätsmessung mit Multimeter

Hallo,
» D. h. Elkos generell über einen Widerstand entladen und nicht
» kurzschließen? Gehen bestimmte Elko-Typen beim Kurzschließen kaputt, wenn
» sie geladen sind oder hat es mit dem Alter/Zustand zu tun?
»
Grundsätzlich sollten Elkos immer über einen Widerstand entladen werden, mit zunehmender Größe (Ladung!) wird das natürlich wichtiger - also bei 10µF 15V ist das kein Thema, wenn es in die 3-4 stelligen µF Bereiche geht, würde ich das so machen. Nur bei "schaltfesten" Elkos ist das nicht so wichig - die findet man z.B. in Blitzgeräten.
» Bei der Kapazitätsmessung wird doch der Kondensator vom Multimeter geladen,
» oder?
Jein - es gibt Kapaztitätsmessgeräte, die goße bis sehr große Kondensatoren ballistisch ausmessen, also durch Auswertung der Lade/Entladekurve. Dann könnte das relevant sein - es sei denn, die Meßschaltung entlädt den Elko bei oder nach der Messung. Bei den einfachen C-Messgeräten habe ich da noch nie ein Problem gehabt.

Heißt es, wenn man unmittelbar nach einer Messung eine weitere
» Messung durchführen möchte, den Kondensator nochmals entladen muss, oder
» kann man bedenkenlos mehrere Messungen unmittelbar nach einander vornehmen,
» ohne dass jedes Mal ein Entladen erforderlich wäre?
»
Wenn das erforderlich wäre, sollte das in der Anleitung stehen!
» » » 2. Kann der Kondensator oder das Gerät beschädigt werden, wenn ich
» beim
» » » Messen die Polarität der Messproben und des Kondensators nicht
» » » übereinstimmen, also wenn ich das schwarze Messkabel an Plus-Anschluss
» » » und das rote an den Minus des Elkos anlege?

Auch hier in die Anleitung sehen. Oft erfolgt die Messung mit einer sehr niedrigen Wwechselspannung, dann wäre es gleich. Bei einem PeakTec Gerät, das ich hier habe (ein Billigteil für 50€) wird darauf hingewiesen, daß bei Elkos auf die Polung zu achten ist! Das Gerät misst entweder Ladung/Entladung oder arbeitet mit einer Vorspannung. Werden Elkos verpolt aufgeladen, können schon sehr geringe Spannungen die Isolierschicht auf der Folie zerstören, daher solltest Du grundsätzlich auf die Polung achten. Da der Elko für das Gerät zunächst wie ein Kurzschluß aussieht, ist eine automatische Polaritäterkennung schwer umzusetzen.
»

» Kapazitätsmessung ohne Kapazitätsmessgerät – ist es wirklich zuverlässig,
» den Kondensator über Ohmmeter und anschließend über Voltmeter zu prüfen und
» wenn das Voltmeter zeigt, dass die Spannung kontinuierlich fällt, dann soll
» der Kondensator noch gut sein?

Zuverlässig ist die Aussage keinesfalls, die Aussage beschränkt sich darauf, daß man einen Schluß oder einen total "tauben" Elko ausschließen kann, mit etwas Erfahrung kann man die Kapazität grob abschätzen. Für eine Fehlersuche kann es reichen, da Elkos meist ohnehin große Toleranzen haben, das wurde ja schon gesagt, +50% -20% sind üblich.

Bedingt durch Ripple-Belastung in Schaltnetzteilen werden Elkos heutzutage stärker belastet als zu Zeiten, in denen in den Netzteilen überwiegend 50/100Hz auftraten. Dadurch steigt bei den Elkos der ESR (Equivalent Series Resistance). Dies kann dann zu einem Ausfall der Schaltung führen. Dieser Fehler ist jedoch nicht mit einem Kapazitätsmessgerät messbar! Nach meiner Erfahrung ist ein großer Teil der Ausfälle von Elektronischen Geräten mit Schaltnetzteil darauf zurückzuführen. Daher sehe ich mir immer zuerst die Elkos an (Anzeichen für ausgelaufenen Elektrolyt, Wölbung der Stirnseiten). Dann messe ich den ESR mit einem Meßgerät dafür. Nicht immer ist das zielführend, ich habe Fälle erlebt, wo der ESR noch recht gering war, aber der Austausch des Elkos das Problem löste. Fast alle Elkos, die ich bisher wegen des ESR tauschen mußte, lagen aber mit der Kapazität sicher im Sollbereich! Nur bei ganz trockenen Elkos fällt dann die Kapazität signifikant ab. Da der ESR i.A. mit 100Khz (Norm!) und bei geringer Amplitude gemessen wird, kann dies oft bereits in der Schaltung erfolgen, dazu sollte man aber die Schaltung einigermaßen kennen und wirklich sicherstellen, dass die Elkos entladen sind. 100% verlässlich ist das allerdings auch nicht.

Grüsse
Hartwig

bigdie(R)

17.11.2015,
15:44

@ Sel

Kapazitätsmessung mit Multimeter

»
» Kann normalerweise +/-20% sein, es gibt auch Kondensatoren mit +50/-20%
» Toleranz und mehr.
»
» LG Sel
Die Toleranzen gelten aber nur für Elkos