De DE-5000 LCR-meter (Review)
- van Jean-François Simon
- Leestijd: 13 min
Ben je op zoek naar een draagbare LCR meter? Bekijk de interessante functies en toepassingen van de DE-5000 LCR meter in onze gedetailleerde review!
De DER-EE DE-5000 is een draagbare LCR meter, wat betekent dat hij gemaakt is om inductie, capaciteit en weerstand van elektronische componenten te meten. Laten we het eens bekijken!
Overzicht
De meter heeft een stevige kunststof behuizing en meet ongeveer 190 x 95 x 52 mm, ongeveer even groot als veel draagbare multimeters. De DE-5000 is uitgerust met een groot verlicht dubbel display dat tegelijkertijd twee meetwaarden kan weergeven.
Naast L-, C- en R-waarden meet deze meter secundaire waarden zoals dissipatiefactor (D), kwaliteitsfactor (Q), fasehoek (Φ), equivalente serieweerstand (ESR) en parallelle weerstand (Rp). Gebruikers kunnen de meetparameters handmatig selecteren, maar de DE-5000 schakelt bij het opstarten standaard over naar de Auto LCR modus, die automatisch de meest relevante parameters van een component detecteert en meet.
De DE-5000 wordt gevoed door een meegeleverde 9 V batterij of DC adapter, wat handig is bij langdurig gebruik. Wat accessoires betreft, wordt de DE-5000 geleverd met een stevige draagkoffer en korte TL-21 meetsnoeren, TL-22 SMD pincet en TL-23 aardingskabel. Daarnaast is er een optie om het apparaat op een PC aan te sluiten, maar hiervoor moet apart een interface worden aangeschaft.
Waar dient de DE-5000 voor?
Een LCR-meter zoals de DE-5000 kan voor een aantal doeleinden worden gebruikt. Voor het oplossen van problemen en het repareren van apparatuur is de gedegen meting van condensatoren handig. Met name de dissipatiefactor D kan een goede indicator zijn voor de conditie van een condensator dan ESR alleen. ESR ontbreekt vaak in de datasheets van condensatoren, waardoor alleen ruwe schattingen overblijven voor vergelijking met onze metingen. De dissipatiefactor D daarentegen is meestal beter gespecificeerd.
Een ander gebruik is het identificeren van ongemarkeerde SMD-componenten (vaak condensatoren en spoelen), een taak die makkelijker is met de meegeleverde SMD-pincet.
Wat betreft weerstandsmeting is het verschil tussen de DE-5000 en standaard multimeters minder groot, maar de DE-5000 onderscheidt zich nog steeds door het meten van zeer lage weerstanden met zijn 4-draads Kelvin aansluiting en hoge weerstanden tot 200 MΩ.
De sorteermodus kan de gebruiker helpen bij het snel sorteren van componenten. Er zijn acht verschillende vooraf ingestelde toleranties beschikbaar, waarvan de smalste +/- 0,25% is. Het instrument kan dan snel een Pass/Fail indicatie geven voor het snel sorteren of verifiëren van componenten. Voor deze modus worden de knoppen Sorting, Setup en Enter gebruikt, kijk in de handleiding voor meer details.
De Auto LCR modus
De DE-5000 start op in de Auto LCR modus op een frequentie van 1 kHz. In deze modus identificeert hij automatisch het type component en geeft de waarde in de juiste eenheid weer zonder dat je op een knop hoeft te drukken, wat handig is voor veel toepassingen. Over knoppen gesproken, dit kan op het eerste gezicht een beetje verwarrend lijken, omdat slechts een beperkt aantal knoppen operationeel is.Met de LCR Auto knop kun je deze modus verlaten en overschakelen naar andere modi. De Freq knop verandert de frequentie van het testsignaal in vijf stappen: 100 Hz, 120 Hz, 1 kHz, 10 kHz en 100 kHz. Dit is belangrijk, omdat de frequentie anders standaard op 1 kHz zou blijven staan en handmatige aanpassing van de frequentie vaak nodig is, vooral voor elektrolytische condensatoren met een grote waarde die een lagere frequentie nodig hebben. De knoppen Backlight en Hold werken zoals te verwachten.
De PC knop schakelt de seriële uitvoer naar de computer aan of uit via de optionele opto-geïsoleerde interface, die niet in de kit zit en hier niet wordt besproken. Tenslotte activeert de Cal knop een kalibratiemodus, die later wordt uitgelegd.
De andere knoppen (Sorting, D/Q/ESR/Φ, Setup, Ser/Par, Enter en Rel) zijn niet actief in de Auto LCR modus, wat betekent dat je voor meer details naar de andere modi moet gaan, wat gedaan wordt door kort op de LCR Auto knop te drukken.
Andere modi
Andere modi zijn Auto L, Auto C, Auto R en DCR, die respectievelijk gebruikt worden voor het meten van inductantie, capaciteit, wisselstroomweerstand en gelijkstroomweerstand. Je kunt D, Q, ESR en Φ doorlopen op het secundaire display en de frequentie handmatig wijzigen. De DE-5000 selecteert automatisch de juiste modus (serie of parallel). Als je op Ser/Par drukt om deze parameter te wijzigen, kom je in een handmatige modus, die zowel leuk als leerzaam kan zijn!
Serie of parallel?
De DE-5000 meet de complexe impedantie van het component en berekent de bijbehorende L, C en R waarden. Er wordt aangenomen dat het component gemodelleerd is als een reactieve component (Xs) in serie met een weerstand (Rs) of een reactieve component (Xp) parallel met een weerstand (Rp). Het seriemodel is het beste voor het meten van lage impedanties (kleine weerstanden, kleine spoelen en grote condensatoren), terwijl het parallelle model geschikt is voor hoge impedanties (grote weerstanden, grote spoelen en kleine condensatoren). In alle modi met de naam Auto kan de DE-5000 automatisch het juiste model kiezen.
Componenten testen
Je kunt het instrument op verschillende manieren gebruiken. Through-hole componenten passen direct in de + en - aansluitingen. De polariteit maakt niet uit, zelfs niet voor elektrolytische condensatoren, omdat het testsignaal toch wisselstroom is en de amplitude erg laag. Over condensatoren gesproken, vergeet niet ze volledig te ontladen met een geschikte weerstand voordat je ze meet. Het analoge front-end van de DE-5000 wordt beschadigd door geladen condensatoren!
Grotere componenten kunnen worden aangesloten met de TL-21 adapter, waardoor een clip-naar-clip afstand tot ongeveer 18 cm mogelijk is. Surface-mount componenten zijn meetbaar met de TL-22 pincet. Daarnaast kunnen aangepaste hulpstukken of kabels worden ontworpen voor speciale toepassingen, met standaard 4 mm banaanstekkers in de aansluitingen van het instrument. Het is belangrijk om meetsnoeren stil te houden tijdens en tussen metingen. Langere meetsnoeren hebben hun eigen inductie en capaciteit, die meetfouten introduceren. Gelukkig kunnen deze eruit gekalibreerd worden.
Kalibratie van de DE-5000
Nadat je de testopstelling hebt geselecteerd, sluit je deze aan op de meter en haal je de twee meetsnoeren los van elkaar (zoals de krokodillenklemmen van de TL-21) zonder dat er een DUT (Device Under Test) is aangesloten. Houd de Cal knop meer dan 2 seconden ingedrukt om de kalibratie te starten. Druk kort op Cal terwijl de meetsnoeren los van elkaar zijn en wacht op het aftellen. Zodra Pass wordt weergegeven, druk je nogmaals op Cal voor de volgende stap. Wanneer Srt verschijnt, sluit je de twee draden kort, en druk je op Cal . Na nog een keer aftellen en de weergave Pass, druk je op Cal om terug te keren naar de meetmodus.
De meter voert interne impedantiemetingen uit tijdens deze countdowns. Een kleine ergernis is dat elke stap 30 seconden duurt, waarschijnlijk door het gemiddelde te nemen van meerdere metingen voor de nauwkeurigheid, maar een kortere totale procedure zou beter zijn.
Is kalibreren echt nodig?
Als we de DE-5000 willen gebruiken zonder hem al te vaak opnieuw te kalibreren, wat voor fouten treden er dan op? Om daar achter te komen heb ik de meter gekalibreerd voor gebruik zonder meetopstelling. De Open meting is rechttoe rechtaan en voor de Short meting heb ik een gebogen componentdraad over de + en - sleuven gestoken. Daarna heb ik de TL-21 aangesloten. Op die manier is het mogelijk om de parasitaire eigenschappen van de TL-21 zelf te meten. Met de meetsnoeren open wordt de parasitaire capaciteit gemeten en met de krokodillenklemmen kortgesloten wordt de parasitaire inductie gemeten. Deze waren minder dan 0,4 pF en minder dan 0,15 µH voor alle frequenties. Daarna heb ik de metingen herhaald met het TL-22 SMD pincet. Deze keer waren de maximale waarden 0,9 pF en 0,2 µH.
Dit zijn vrij kleine waarden, wat betekent dat deze fouten alleen van belang zullen zijn bij het meten van zeer kleine condensatoren en spoelen. Zoals je kunt zien, kan het instrument veel taken aan zonder vaak opnieuw te kalibreren; kalibratie is alleen essentieel als je de hoogste nauwkeurigheid of zeer lage weerstandsmetingen nodig hebt. Kalibratie wordt ook belangrijker bij gebruik van andere meetsnoeren dan de meegeleverde TL-21 en TL-22.
Voor wie is het bedoeld?
De DE-5000 kan nuttig zijn voor een groot aantal gebruikers, waaronder hobbyisten en professionals in de elektronica. Hij is vooral handig voor mensen die apparatuur repareren en condensatoren moeten testen, maar ook voor enthousiastelingen die willen experimenteren met spoelen om apparaten te bouwen zoals filters, radio-ontvangers en DC/DC converters.
Deze LCR meter kan interessant zijn voor elektronicahobbyisten die al een assortiment essentiële gereedschappen bezitten, zoals een multimeter, oscilloscoop, voeding, enzovoort, en op zoek zijn naar meer geavanceerde meetmogelijkheden.
Daarnaast biedt het een relatief betaalbare oplossing voor mensen die nieuw zijn in de meettechniek en biedt het een praktische toegang tot impedantiemetingen. Naarmate je verder komt op je reis door de elektronica, zul je uiteindelijk een punt bereiken waarop je de behoefte aan een geavanceerder apparaat herkent, waarbij je vaak al een duidelijk idee hebt van de specifieke functies die je wilt hebben!
Voordelen van de DE-5000
De DE-5000 LCR meter heeft een aantal leuke functies. Ik vond de mogelijkheid om testfrequenties te selecteren erg prettig, evenals de details die hij geeft bij het testen van condensatoren, die hij nauwkeuriger meet dan een standaard multimeter of ESR-meter.Wat de levensduur van de batterij betreft, trekt hij ongeveer 1,7 µA in stand-by (wat geen probleem is, want dat is minder dan de zelfontlading van de batterij alleen) en ongeveer 13 mA als hij aan staat. Dit komt neer op ongeveer 40 uur continu gebruik op een standaard 9 V batterij. Voor langer gebruik wordt bovendien een gelijkstroomadapter meegeleverd.
De populariteit van deze meter op forums en YouTube vormt een extra bron van informatie en biedt een schat aan door gebruikers gemaakte documentatie en ondersteuning. In het bijzonder hebben sommige gebruikers, die de beschikking hebben over gekalibreerde LCR referentiemeters van laboratoriumkwaliteit, gemeld dat de meter goed presteert binnen de geclaimde nauwkeurigheidsspecificatie, tot 0,3% (afhankelijk van het bereik) volgens de fabrikant.
Voor degenen die geïnteresseerd zijn in geautomatiseerd testen vanaf een computer is deze LCR meter compatibel met sigrok en kan ook gebruikt worden met wat Python code die beschikbaar is op GitHub, hoewel het bouwen of kopen van een interface noodzakelijk is.
Het meetbereik is vrij groot, waardoor hij zowel zeer kleine als zeer grote waarden kan meten. Hij is sneller in het gebruik en compacter dan traditionele inductie- of capaciteitsbruggen, en de automatische schaalverdeling is behoorlijk snel.
De meter wordt ook standaard geleverd met een mooie selectie accessoires, waaronder een stevige draagkoffer die wellicht wat overdreven lijkt, maar eigenlijk heel praktisch is om op te bergen. Ik vond de meegeleverde SMD-pincet ook erg handig.
Going Further
Ik vind deze LCR-meter erg mooi en ik denk dat het een geweldige aanvulling is op mijn gereedschapsuitrusting. Het wekte mijn nieuwsgierigheid naar hoe het intern werkt. Het apparaat voegt een sinusgolf toe op de aansluitingen van de DUT via een interne serieweerstand. De meter meet vervolgens spanning, stroom en faseverschuiving. Aan de hand van de richting van de faseverschuiving wordt bepaald of de component capacitief of inductief is. Op basis van deze eerste impedantiemeting kan de meter waarden berekenen voor L, C, R, D, Φ, enzovoort.Voor geïnteresseerden vond ik een nuttige video van Dave Jones van het EEVBlog. Er zijn ook twee documenten die het bekijken waard zijn: de LCR Measurement Primer van IET Labs (zij verkochten vroeger de DE-5000) en het Impedance Measurement Handbook van Keysight (ooit Agilent), al is de laatste veel uitgebreider dan wat de DE-5000 omvat.
Er is een grote online gemeenschap die van de DE-5000 houdt, wat leidt tot interessante discussies en suggesties voor verbeteringen. Een veelvoorkomend onderwerp is het aanpassen van de TL-21 adapter (misschien een reserve die je koopt, zodat je het origineel kunt houden) om langere coaxiale meetsnoeren toe te voegen en echte 4-draads Kelvin clips in plaats van krokodillenklemmen. Of een andere adapter maken om de DE-5000 om te schakelen naar BNC ingangen, waardoor hij compatibel wordt met standaard LCR armaturen van andere merken. Ik laat het experimenteren aan jou over. Veel plezier!
Vertaling: Hans Adams