Прибор для измерения емкости аккумулятора: АКБ тестер для определения и проверки аккумуляторной батареи

Измерение ёмкости аккумулятора — простой и точный способ

Методы определения емкостных показателей

Опишем наиболее распространенные способы проверки емкости акб автомобиля. Эти 2 способа зарекомендовали себя с лучшей стороны и массово применяются в настоящее время.

Метод длительной разрядки

Этот метод нашел свое применение в лабораторных условиях. Существуют также бытовой метод и метод, основанный на длительной зарядке. Рассмотрим более подробно все три:

  1. Стандартный метод (лабораторный). Для проверки батарею необходимо максимально зарядить и разрядить при помощи минимального тока. Параллельно учитывают количество времени, за которое происходит разрядка. Емкость акб, как было описано выше, есть не что иное, как произведение время на силу тока. Сложность измерений в данном случае зависит от поддержания постоянного разряда силы тока с помощью специализированного оборудования, поэтому метод и является лабораторным.
  2. Бытовой метод. Проверить емкость аккумулятора можно при помощи постоянной нагрузки. В этом случае пользуются автомобильными лампами, создавая нагрузку с их помощью. По аналогии с первым способом, параллельно высчитывают время в часах. Данная процедура имеет свою погрешность, так как величина тока нагрузки постепенно уменьшается и финальный результат определения емкости не совсем точен. Стоит заметить, что нельзя допускать полного разряда источника питания, из – за этого он может выйти из строя.
  3. Метод, основанный на длительной зарядке. В данном случае применяются электронные часы и электрическая схема, к которой они подключаются. Саму схему можно легко найти на просторах интернета. Измерения проводят в течение 20 – и часов.

Метод с применением электронного тестера

Этот способ выгодно отличается от остальных тем, что проводится в более сжатые сроки. Для его проведения потребуется специальный прибор — тестер, который одновременно может анализировать серию необходимых измерений.

Тестеры работают в автоматическом режиме и не требуют специальных познаний у человека, который проводит замеры. Время его работы занимает всего лишь 10 – 15 секунд. Прибор легко подключается к источнику питания и имеет всего одну кнопку, которая запускает процесс измерения емкости.

Подбор аккумулятора производят, исходя из сравнения емкости остаточной и емкостью номинальной, которая указывается производителем в паспорте акб. Разница не должна превышать 50%, в противном случае такой источник питания не готов к дальнейшей эксплуатации.

Метод с применением мультиметра

Данный прибор позволяет измерить не только емкость акб, но также может использоваться как омметр и вольтметр. Измерить емкость аккумулятора мультиметром не составит особого труда, если проделать следующие шаги в точности так, как они указаны ниже:

  • Прибор необходимо перевести в режим постоянного измерения.
  • Далее устанавливается диапазон, который немного больше заявленного в паспорте акб.
  • Подключается специальный щуп, имеющий черный цвет к гнезду (-).
  • Аналогично подключается щуп, имеющий красный цвет к гнезду (+).
  • Показания считываются и выводятся на дисплей.
  • По окончании измерительных процедур, электрическая цепь разъединяется.

В данном тексте были даны исчерпывающие ответы на такие вопросы, как: что нужно для того, чтобы замерить емкость акб? Чем замерить? Как узнать или как определить емкостные показатели? Были описаны самые популярные методы и способы измерений. Каждому автолюбителю будет полезна вся эта информация, ведь познания в этой области помогут в дальнейшем при выборе определенной аккумуляторной батареи. Зарядное устройство и данные навыки позволят поддерживать ваш источник питания в работоспособном состоянии намного дольше.

Проверка емкости аккумулятора мультиметром Электрик

Каждый свинцово-кислотный аккумулятор со временем теряет свою максимальную ёмкость и эксплуатационные свойства, на пластинах образуется налет из солей сернокислотного свинца — сульфатация. Количество кислоты на процент электролита становится меньше и естественно плотность электролита уменьшается.

Как можно проверить аккумулятор?

Плотность электролита, это самый старинный и популярный метод, но в современных герметичных аккумуляторах нет отверстий для проверки таким способом. Этим методом можно лишь немногое узнать о общем состояние аккумулятора и его ближайшем будущем.

С помощью нагрузочной вилки. Она представляет собой ручку с двумя клеммами-щупами которые на 1 сек. подключаются к контактам аккумулятора. В составе устройства есть шкала вольтметра и нагрузка которая рассчитана на определенной емкости аккумулятор (автомобильный). Устройство показывает напряжение под нагрузкой и в зависимости от показаний его стрелки можно было судить о исправности аккумулятора.

Тестер свинцово-кислотных аккумуляторов — электронное устройство способное за несколько секунд (до 3 сек.) показать много параметров аккумулятора, основные это: ток, напряжение, ёмкость, прогноз по сроку службы аккумулятора.

Контрольный разряд — ну недостаток в том что аккумулятор надо полностью зарядить и проверять его работу (разрядку) по заведомо известной нагрузкой длительное время. Это занимает много времени и тратит ресурс аккумулятора.

Проверка аккумулятора подручными средствами

На некоторых моделях указывается еще меньший параметр тока (например такая надпись — Initial current less than — 2.1А) исходя из этого берем эту цифру 2.1 * 12вольт = 25Ват — это рабочая нагрузочная мощность аккумулятора.

Теперь нам нужна нагрузка средняя между рабочей и половиной от максимальной ёмкости, это примерно 35 Ват, если рабочий ток не указан, можно взять и 40 Вт.В качестве нагрузки лучше всего подойдет лампочка (но можно и другую аналогичную нагрузку по току) на 12 вольт и мощностью в 35-40 Вт.

Итак, подключаем лампочку к клеммам аккумулятора на время в 2 минуты и смотрим не меняет ли лампочка яркости, если свет потускнел за такое время то аккумулятор неисправен.Если же все без изменений то по достижению 2 минут свечения, подсоединяем к светящейся лампочке вольтметр (мультиметр) и смотрим напряжение:

  • больше 12.4вольт — аккумулятор сохранил свою номинальную ёмкость и полностью исправен.
  • 12-12.4вольт — аккумулятор исправный но уже подуставшый
  • меньше 12вольт — 50% от номинальной ёмкости аккумулятор уже утратил и его лучше заменить.

Следует быть уверенным что аккумулятор был полностью заряжен, лучше всего заряжать его на протяжении суток  или минимум 6 часов соответствующим времени током.

Как измерить емкость батареи телефона программным способом

Если у вас нет тестера, измерить емкость батареи смартфона можно с помощью специальных приложений. Один из лучших вариантов такого – AccuBattery. Бесплатная версия программы обладает широкой функциональностью и умеет вычислять рабочие параметры аккумулятора. Скачать ее можно в Google Play.

Для тестирования установите программу на смартфон, а затем рязрядите его до выключения. Поставьте устройство на зарядку, включите и запустите приложение. Во вкладке «Зарядка» внизу установите проектную емкость, указанную производителем, если она отображается неправильно. Оставьте устройство заряжаться, желательно, до 100%.

Когда смартфон зарядится – вы можете перейти в программе во вкладку «Здоровье». Там отображается текущий показатель емкости, рассчитанный на основе данных, встроенных в контроллер заряда в телефоне. Программа автоматически рассчитывает степень износа аккумулятора и показывает его.

AccuBattery

Если держать AccuBattery в фоне постоянно – приложение может формировать графики износа, чтобы вы могли определять, насколько быстро деградирует батарея в вашем телефоне.

Минусом AccuBattery, как и любого аналога, является большая зависимость от точности бортовых сенсоров смартфона. Ведь расчеты ведутся на основе показателей вольтметра и амперметра, встроенных в контроллер заряда. Если эти датчики неточны, искажают информацию – то и конечные показатели будут некорректными.

Хуже всего программные методы работают (точнее, на работают) с дешевыми китайскими смартфонами из ценового диапазона около $100. Такие устройства, с целью удешевления, часто лишают полноценных датчиков. Если они и есть (а измерять напряжение и ток умеет любой контроллер батареи на плате смартфона), то доступ к данным сенсорам из операционной системы отсутствует. В таком случае измерить емкость аккумулятора телефона программой не получится.

Помимо тестеров и программ, есть и более точные способы измерения емкости батареи. Имеются полноценные тестеры для проведения замеров на батареях, отключенных от смартфона. Такие часто используются для тестов, например, круглых аккумуляторов форматов 18650, 14500 и тому подобных.

LiitoKala Lii-500

Проведя замеры на батарее, отключенной от смартфона, вы получите наиболее точные показатели емкости. Но так как 90% современных мобильников оснащаются несъемными аккумуляторами, использующими для подключения шлейф вместо контактной площадки (как было раньше), этот метод измерения емкости для них неприменим.

Для того, чтобы проверить реальную емкость аккумулятора 18650 используются как специальные измерительные приборы, так и простейшие самодельные. Впрочем, можно обойтись даже калькулятором, часами и источником потребления энергии.

  • Например, можно приблизительно выяснить реальную емкость просто заряжая аккумулятор известным током. Обычно ток заряда указывается в характеристиках зарядного устройства. Если для полной зарядки аккумулятора током 100мА требуется 34 часа, то перемножив эти 2 значения понимаем, что емкость такого аккума соответствует 3400 mAh. Спешу предупредить, что данные измерения приблизительные т.к. точность упирается в алгоритм работы зарядки. Грубо говоря обычно они заряжают не постоянным током, к концу он уменьшается.
  • Существует также более удобный и точный способ изменения емкости у аккумулятора 18650, требующий материальных затрат. Для этого достаточно будет купить интеллектуальное зарядное устройство. Такие зу не только покажут реальное напряжение и емкость аккума, но и значительно упростят все необходимые процедуры по обслуживанию акб.
  • Третий способ проверки емкости я вскользь упомянул в подзаголовке. Чем меньше ток разряда, тем более точными будут результаты. Потребуется полностью заряженный акб, часы, амперметр и допустим, фонарик. Наверняка аккумулятор 18650 приобрели именно для него. Амперметр может оказаться и не нужным, если у вас есть спецификация с данными в каком режиме яркости какой ток потребляет фонарик. Включите минимальную яркость у фонаря, амперметром измерьте ток потребления и засекайте время. Допустим, фонарик просветил 20 часов, потребляя ток 100 ма. 20 х 100 = 2000 мач. Увы, емкость АКБ оставляет желать лучшего, 2000 мач это мало.

Также хочется отметить что только известные компании, такие как Panasonic, Samsung, Sanyo и LG, указывают точные емкостные характеристики аккумуляторных батарей.  И то эти характеристики при проверке емкости могут отличаться от заявленных на + — 50 mAh. А то и больше, если аккумулятор окажется бу или отбракованный при производстве. Увы, такие тоже встречаются на рынке, зато по низким ценам.

Необходимо напомнить, что при применении современных технологий производства аккумуляторных батарей невозможно создать элемент питания 18650 емкостью выше 3600 mAh. Многократное тестирование аккумуляторов 18650 с заявленной емкостью 4900 mAh и выше показало, что реальная емкость в самом лучшем случае соответствует 2400 mAh, а в большинстве случаев это 1000 mAh и ниже.

Не приобретайте аккумуляторы неизвестных производителей с завышенными характеристиками у недобросовестных продавцов!  Это не только невыгодно, но и опасно. Некачественный элемент питания 18650 может взорваться и нанести вред не только дорогостоящему прибору, но здоровью пользователя!

Что означает ёмкость

Емкость обозначает количество энергии, которое аккумулятор способен накопить, а затем отдать в нагрузку. Эта величина  удобна для оценки состояния батареи, характеризует уровень остаточного ресурса.

Емкость аккумулятора со временем уменьшается. Данный процесс происходит в результате химических реакций, сульфатации и разрушения пластин. Его можно сравнить с уменьшением объёма сосуда из за налипания хранящегося в нём вещества на стенки. Степень снижения данного параметра прямо свидетельствует о его работоспособности.

Ёмкость аккумулятора измеряется в Ампер-часах (А/ч). На практике это означает количество времени, в течение которого батарея способна работать с номинальным током до полного разряда. Например, при ёмкости 10 А/ч аккумулятор должен непрерывно отдавать ток силой 1А за 10 часов или 10А в течение 1 часа.

Прибор для измерения емкости аккумулятора

Емкость аккумулятора — это параметр, который определяет объем энергии, отдаваемый батареей при определенном напряжении за один час. Измеряется он в А/ч (Ампер в час), и зависит от которую определяют специальным устройством — ареометром. При покупке новой батареи все технические параметры производитель указывает на корпусе. Но эту величину можно определить и самому. Для этого существуют специальные приборы и методы.

Самый простой способ — это взять специальный тестер, например «Кулон». Это современный прибор для измерения емкости автомобильного аккумулятора, а также его напряжения. В этом случае вы затратите минимальное количество времени и получите достоверный результат. Для проверки необходимо подключить прибор к клеммам батареи и в течение нескольких секунд он определит не только емкость, а также напряжение аккумулятора и состояние пластин. Однако существуют и другие методы определения емкости АКБ.

Как проверить емкость аккумулятора мультиметром

Емкость аккумуляторной батареи показывает, какой ток может отдать батарея в нагрузку в течение определенного промежутка времени. Возьмём автомобильный аккумулятор емкостью 60 А⋅ч. Такая батарея может отдать в нагрузку ток 60 А в течении 1 часа, или 6 А течении 10 часов. Емкость батарей рассчитывается по формуле: Е(А)=I(A)*Т(ч) где,

Е — емкость батареи в А⋅ч, I — ток в амперах, T — время разряда батареи в часах.

Одним мультиметром можно определить емкость любых аккумуляторов. Измерить емкость батареи можно несколькими методами.

  1. Проверка емкости аккумулятора мультиметром.
  2. Проверка степени заряда батареи нагрузочной вилкой.
  3. Проверка ёмкости аккумулятора тестером SKAT-T-AUTO или аналогичным.
  4. Проверка емкости батареи электронной нагрузкой.

Определить емкость батареи возможно можно одним мультиметром по величине напряжения. Однако это значение будет очень приблизительным и не совсем достоверным. Мультиметром и одним реостатом можно более точно вычислить емкость аккумулятора. Это вычисление будет полнее и достовернее.

Проверка емкости аккумулятора мультиметром и реостатом

На реостате выставляют сопротивление 2- 3 Ома. Подключают его к клеммам батареи через мультиметр, который включён в режиме измерения тока 10 А соответствующей полярности и замеряют ток через реостат. Если мультиметр один, его отключают, ставят режим работы на измерение постоянного напряжения 20 В и подключают к клеммам аккумулятора.

К этим же клеммам подключают реостат. Засекают время, и ждут несколько часов, пока мультиметр не покажет 12 В. Всё, процесс измерения заряда аккумулятора мультиметром завершён. Теперь время умножаем на ток и находим емкость аккумуляторной батареи.

Более точный результат можно получить, если использовать два мультиметра или мультиметр и амперметр на 10 А. В этом варианте каждый час замеряют ток разряда и записывают. По мере разряда батареи ток будет уменьшаться. По окончанию эксперимента находят среднее значение разрядного тока (суммируют токи и делят на число замеров), далее умножают усредненный ток разряда на время разряда.

Степень заряда АКБ на холостом ходу после стоянки автомобиля 24 часа

Тестер емкости аккумуляторов SKAT-T-AUTO выдает результаты через 15 — 20 сек. Его показания не высокой точности, приблизительные. Высокие результаты по точности, при измерении емкости аккумуляторов (при токе разряда 5А — 1,2%) можно получить, работая с электронной нагрузкой.

Электронную нагрузку удобно использовать автоэлектрикам и тем, кому нравиться экспериментировать с аккумуляторами, тренировать их и вычислять точную емкость батареи. Для тренировки, на электронной нагрузки выставляется ток разряда 4 — 6 А и напряжение 12В, достигнув которого включается звуковая сигнализация окончания разряда батареи.

Электронная нагрузка для проверки емкости всех типов аккумуляторов

Ниже 12 В это уже глубокий разряд и разряжать далее не рекомендуется, так как есть вероятность разрушения пластин. Следом заряжают аккумулятор обычным зарядным устройством до 14,2 В, после зарядки батарее вновь повторяют процесс разряда.

По окончании тренировки заряжают аккумулятор, дают 2 часа покоя и замеряют емкость батареи электронной нагрузкой. Для измерения емкости в режиме А⋅ч выставляют напряжение 12 В и ток разряда 4-6 А. Об окончании процесса известит звуковая сигнализация. Далее вновь заряжают аккумулятор и устанавливают на автомобиль. Этой электронной нагрузкой проверяют любые аккумуляторы напряжением 6, 12 и 24 В.

Как проверить емкость аккумулятора телефона USB-тестером

Как уже говорилось выше, самый простой способ проверить емкость батареи телефона – использовать USB тестер.

USB Safety Tester J7-T

Такой прибор с одной стороны содержит штекер USB, которым вставляется в блок питания, с другой – гнездо USB, в которое смартфон подключается кабелем. Также прибор содержит экран, на которые выводятся показатели тестирования.

RD UM24C — продвинутый тестер аккумулятора смартфона Rd Tech

Разновидностей USB-тестеров много: от простеньких за пару долларов, умеющих только показывать вольты, амперы и считать мАч – до продвинутых профессиональных в десятки раз дороже. Последние часто оснащаются цветными экранами, умеют считать ватт-часы в готовом виде, поддерживают быструю зарядку, учитывают КПД, могут синхронизироваться с ПК для построения графиков и т.д. Чтобы просто проверить емкость аккумулятора телефона – достаточно и простенького приспособления, вроде того, что на иллюстрации.

KCX-017

KCX-017 — бюджетный тестер батареи смартфона Megadevice

Чтобы провести замеры – разрядите смартфон «в ноль». Затем подключите тестер в зарядное устройство, к тестеру подсоедините кабелем свой аппарат, и оставьте заряжаться до 100%. Когда батарея зарядится – тестер покажет, сколько энергии в нее залито.

Если прибор умеет показывать ватт-часы – это и есть количество энергии. Чтобы перевести его в мАч, разделите полученное число на напряжение 3,8 вольт, и умножьте на примерно 0,9 (так как КПД редко превышает 90%). То есть, если прибор показывает 10 ватт-часов (10 Wh), то (10/3,8)*0,9=2,37 Ач или 2370 мАч составляет объем батареи. Если заявленная в характеристиках смартфона емкость – 2500 мАч, то износ батареи около 5%.

Если USB тестер измеряет только мАч, то нужно делать поправку на разницу напряжений. Для этого сначала умножьте число мАч на 5 (вольт), а затем полученный результат (это будут милливатт-часы) разделите на 3,8 и умножьте на 0,9.

При показаниях тестера 4669 мАч емкость аккумулятора смартфона составит 4669*5=23345 мВтч, (23345/3,8)*0,9=5529 мАч. То есть, хоть прибор и указал только 4669 мАч, но емкость батареи телефона в единицах, указанных в характеристиках – около 5529 мАч.

Shopper.Life

Ёмкость автомобильной аккумуляторной батареи

Как уже было сказано, ёмкость АКБ измеряется в ампер-часах. Это значение обычно содержит наклейка автомобильного аккумулятора вместе с величиной пускового тока. Пример можно видеть ниже.

Что показывает ёмкость, которая указывается на этикетке автомобильного аккумулятора? По ней можно определить величину силы тока, которой происходит равномерный разряд батареи до конечного напряжения (10,8 вольт). Продолжительность стандартных циклов разряда 10 или 20 часов.

Одним из первых формулу этой зависимости вывел Пейкерт, немецкий учёный. Он вывел следующую формулу:

Cp = I k * t, где

C p — ёмкость аккумулятора,

k — коэффициент Пейкерта,

t – время.

Коэффициент Пейкерта, используемый в формуле является постоянной величиной для определённого вида аккумуляторов. Для автомобильных свинцово-кислотных АКБ число Пейкерта лежит в пределах 1,15─1,35. Эта константа определяется по величине номинальной ёмкости АКБ.

В результате была выведена формула для расчёта реальной ёмкости АКБ при произвольном значении разрядного тока:

E =En(I n /I) {p-1} , где

E n — номинальная ёмкость АКБ,

Е – реальная ёмкость аккумулятора,

I n номинальное значение разрядного тока, при котором установлена номинальная ёмкость. Ток в цикле 10 или 20 часов. Как правило, это 9 процентов от E n .

Все, что было сказано выше, касалось номинальной ёмкости автомобильного аккумулятора. Есть ещё понятие резервной ёмкости. Если номинальное значение определялось в результате разряда маленьким током, то значение резервной показывает, насколько хватит аккумулятора автомобиля при выходе из строя генератора. В качестве тока разряда устанавливается величина 25 ампер. Здесь учитывается обогрев и освещение. В случае разряда таким током резервная ёмкость составляет где-то две трети от номинала. Если её наносят на этикетку автомобильного аккумулятора, то она указывается в минутах.

Номинальная ёмкость аккумулятора определяется рядом технологических и конструктивных характеристик. Очень сильное влияние оказывают и условия эксплуатации автомобильной аккумуляторной батареи. Среди первоочередных характеристик, влияющих на этот параметр, можно назвать состав электролита, количество активной массы, геометрию и толщину свинцовых пластин. Основными технологическими характеристиками, определяющими величину ёмкости, являются состав и пористость активной массы. Кроме того, на разрядную ёмкость, как уже говорилось выше, влияют величина тока разряда и температура электролита.

Эффективность работы автомобильного аккумулятора можно оценить по следующей формуле:

Q = (E p /E o) * 100%, где

E p – ёмкость АКБ, рассчитанная при разряде, А-ч,

E o – значение, рассчитанное на основе его электрохимических параметров, А-ч.

Как следует из закона Фарадея, чтобы получить ёмкости 1 А-ч, в теории требуется 3,865 грамма Pb, 4,462 грамма PbO 2 и 3,659 грамм H 2 SO 4 . В сумме получается около 11,986 грамм на 1 А-ч. Но в реальности таких значений добиться невозможно. Полного расходования активных веществ в протекающей химической реакции добиться невозможно. Для реакции с электролитом доступна лишь половина активной массы пластин. Другая половина просто обеспечивает объёмный каркас пластин и механическую прочность электродов.

В реальных условиях эксплуатации получается, что коэффициент использования активной массы положительной пластины около 50 процентов, отрицательной ─ 60 процентов. Не стоит забывать, что электролит ─ это не чистая серная кислота, а её водный раствор (примерно 35 процентов). Поэтому реальный расход материалов значительно больше, а удельная ёмкость ниже теоретического значения.

-12/6T

Свинцовые кислотные аккумуляторы всегда имели ограниченный ресурс: в процессе эксплуатации они постепенно теряют емкость. После того как их емкость существенно уменьшается — аккумуляторы подлежат замене.

Новый индикатор емкости свинцовых аккумуляторов Кулон-12/6t представляет собой прибор, позволяющий оценить емкость аккумулятора и произвести выбраковку утративших емкость или неисправных батарей. Он предназначен для оценки емкости 12-ти и 6-ти вольтовых кислотных свинцовых аккумуляторов.

Кулон-12/6t предназначен для проверки аккумуляторов без отключения от выпрямителя и нагрузки. Для этого он оснащен усовершенствованной системой подавления помех, и вы можете проверять аккумуляторы, не прерывая круглосуточную работу системы резервного питания.

Прибор Кулон-12/6t обладает возможностью записи результатов в память, что упрощает пользование прибором при работе с большим количеством аккумуляторов.

Питание прибора осуществляется от проверяемого аккумулятора. При отсутствии аккумулятора, показания из памяти прибора можно считать при помощи сетевого адаптера, который приобретается отдельно.

Технические характеристики:

Параметр

Значение

Рабочий диапазон входного напряжения

от 4,5 В до 15,5 В

Рекомендуемый диапазон номинальных емкостей проверяемых аккумуляторов

от 0,9 до 350 Ампер-часов (12В)

от 0,5 до 200 Ампер-часов (6В)

Вес (без кабеля)

не более 0,1 кг

Габариты (без кабеля)

не более 89 х 63 х 28 мм

Диапазон рабочих температур

от 10 до 35°С

Диапазон напряжений аккумулятора, обеспечивающий возможность определения емкости

от 6,28 до 7,1 и от 12,56 до 14,2 В

Время анализа аккумулятора (не более)

  4 сек.

Длина соединительных проводов (не менее)

0,6 м

Прибор для измерения аккумулятора автомобиля

Бытовые и промышленные мультиметры

Выбирая прибор для конкретной задачи, нужно определиться с его типом. Мультиметры, например, бывают как аналоговые, так и цифровые. Способ измерения при этом не меняется, все различия состоят исключительно в дисплее, на котором отображаются результаты.

Аналоговые мультиметры — это измерители со стрелкой, которая движется по нарисованной на заднем фоне шкале. В зависимости от положения переключателя, который находится сразу под дисплеем, выбирается одна из шкал, а по ней уже получают нужные показатели.

На сегодняшний день такие устройства малопригодны для повседневного использования, так как точность выдаваемых результатов сравнительно низка. Поэтому даже если в хозяйстве есть аналоговый мультиметр, лучше заменить его цифровым.

Электронный подвид делает работу с ним намного легче. Вместо стрелок и шкал, на экран просто выводится значение выбранной переключателем величины. При этом можно определить её значение до десятых или даже сотых, что повышает точность и даёт намного более правильное представление о проблеме.

Каждый мультиметр обладает дополнительными функциями, которые помогают в быту и ремонте приборов:

  • «Пищалка». На самом деле, это просто измеритель разницы сопротивления, но используется он для обнаружения электрических цепей и контуров, находящихся в состоянии короткого замыкания. При этом раздаётся писк, который и дал этой функции разговорное название.
  • Термопара — специальные провода, которые можно подключать к некоторым моделям. Показывают текущую температуру на той поверхности, к которой приложены.

Такие возможности помогают специалисту или любителю быстро узнать причину поломки или странного поведения устройства.

Самыми популярными моделями мультиметров в кругу радиолюбителей и автомобилистов считаются:

  • DT-832 и его более современная модификация DT-838. Это недорогие и функциональные устройства, которые иногда имеют довольно высокую погрешность при измерениях. Но именно они остаются незаменимыми в бытовом использовании или в ситуациях, когда более серьёзного оборудования нет под рукой.
  • Kemot KT30 — в качестве питания использует уже не пальчиковые батарейки, а полноценные девятивольтовые аккумуляторы типа «Крона». Имеет низкий порог измерений, такую же цену, как у предыдущей модели, но может похвастаться высокой точностью — погрешность при его использовании не превышает 1,2%.
  • UNI-T UT 60 C — более профессиональное устройство. Имеет встроенный чип памяти для хранения некоторого количества результатов последних измерений. Очень прочный корпус, стойкий к любым внешним воздействиям. Есть подсветка дисплея для работы в темноте.
  • Fluke 28-II — ультимативное устройство любого профессионала. Дорог, надёжен, точен. Способен работать в любых температурных условиях, как холодных, так и жарких. Имеет встроенные возможности осциллографа начального уровня.

Конечно, для повседневной работы слишком дорогие устройства не нужны, их вполне может заменить более дешёвый аналог. Но если приходится часто бывать в не самых благоприятных погодных условиях, стоит обратить внимание на те приборы, которые не боятся влияния стихии.

Ареометры для электролита

Насыщенность ионами металлов от электродов и свободными электронами сильно влияет на работоспособность автомобильной батареи. Чтобы её измерить, достаточно использовать ареометр. Его действие основано на гидростатическом законе, который постулирует, что чем больше плотность жидкости, тем сильнее она пытается вытолкнуть плавающий в ней объект на поверхность.

В качестве резервуара для забора такой жидкости служит колба с заборной пипеткой с одной стороны и грушей, создающей отрицательное давление, с другой.

Измерительный же элемент — это цилиндрический стеклянный поплавок, который снабжён нарисованной на нём шкалой. По ней и проводятся измерения таким образом:

  • Собирается прибор, измеритель помещается внутрь, надевается груша.
  • Пипетка погружается в электролит.
  • Грушей набирается достаточное количество жидкости.

При этом плавучая часть под воздействием небольшого грузила в нижней её части погружается в жидкость. По шкале, которая на неё нанесена, можно узнать степень разряженности батареи в процентном соотношении. Если поплавок погружён слишком низко, такой аккумулятор считается совершенно непригодным для работы. В нём могут быть оборваны контакты или слишком окислены электроды.

Так как в качестве электролита выступают кислоты, при работе стоит озаботиться собственной безопасностью — надеть резиновые толстые перчатки, очки и по возможности полотняный грубый фартук. Дыхательные пути защищаются респиратором. Это помогает избежать вредного влияния паров кислот на лёгкие и носоглотку. Поэтому эксплуатировать этот прибор для тестирования аккумуляторных батарей стоит в хорошо вентилируемом помещении.

Нагрузочные вилки

Представляют собой сочетание нагрузочного сопротивления и вольтметра в самой простой конфигурации.

Более продвинутые модели могут комплектоваться амперметром, измерителем ёмкости и даже насадками для проверки ESR у конденсаторов.

Конструктивно выглядят как металлический корпус прямоугольной формы с ручкой-держателем и проводом большой площади поперечного сечения с зажимом на конце. В корпусе находятся:

  • Нагрузочные спирали.
  • Цилиндрический стержень, выходящий наружу.
  • Циферблат вольтметра, в основном, аналоговый — со шкалой и движущейся стрелкой.

Контакты вольтметра соединены со стержнем (минус) и проводом (плюс). Использовать нагрузочную вилку в качестве тестера АКБ просто. Проверка проходит в два этапа:

  1. Замеры напряжения клемм без участия нагрузки от спиралей. Он проводится только через 5−7 часов после того, как машина была полностью заглушена или через такой же промежуток после окончания подзарядки. К плюсовому контакту подключается клемма, к минусовому нужно коснуться стержнем. Полученные в результате замеров показатели напряжения записываются.
  2. Испытание при поданной нагрузке. После её подачи нужно проделать такие же манипуляции, но при этом не держать цепь сомкнутой более пяти секунд. Кроме того, есть вероятность проскакивания искры между контактами, поэтому не стоит переживать на этот счёт.

Показатели на втором этапе не должны сильно отличаться от паспортных данных аккумулятора. Если они разнятся с ней в меньшую сторону, такую батарею можно смело заменять.

Универсальные приборы и измерители ёмкости

Это инструменты для определения одной из важнейших характеристик, которая напрямую влияет на дальнейшее использование батареи. У любого аккумулятора есть паспортная ёмкость, которая измеряется в ампер-часах.

Со временем её значение падает и держать уровень заряда такое устройство привычное время не может. При этом появляются проблемы с использованием того средства, которое питается от источника тока.

Паспортная ёмкость всегда известна, она сообщается производителем и наносится на наклейку, которая цепляется к боковой стенке. Поэтому, чтобы найти её текущую величину, нужно воспользоваться одним из таких приборов:

  • Кулон — тестер для проверки аккумуляторных батарей отечественного производства. Все измерения сохраняются в постоянной памяти прибора. Умеет не только показывать ёмкость, но и выдаваемое источником тока напряжение. При работе посылает короткий импульс, а на основании скорости получения ответа выдаёт показания.
  • Fluke — самый универсальный прибор. Измеряет напряжение, силу тока, внутреннее сопротивление элементов и ёмкость. Может применяться для температурных замеров.
  • Skat-T Auto — хороший девайс для использования в работе с двенадцативольтовыми батареями. Имеет ограничения по ёмкости батареи, не будет работать с теми моделями, которые вмещают более 120 ампер-часов. Все измерения проводит в пятнадцатисекундный срок.

Стоит помнить, что каждая из этих моделей имеет разные диапазоны измерений. Нужно внимательно их выбирать перед использованием, так как неверно указанный порядок величин может негативно отразиться на полученных результатах.

Техника безопасности

Так как работы ведутся с электрическим оборудованием, работающим с высокими показателями силы тока, стоит учитывать негативные влияния на организм человека. Электрический ток может причинять несколько видов увечий. Среди них:

  • Термические ожоги.
  • Мышечные судороги.
  • Отказ внутренних органов.

Поэтому при работе с приборами, которые подразумевают подключение клемм и замеры с пропусканием тока через них, нужно соблюдать правила безопасной эксплуатации. Позаботиться о защите рук, заземлении, сухости земли, на которой стоит человек. Лучше всего использовать обувь с прорезиненой подошвой и не допускать её намокания.

Заземлиться можно с помощью тонкого провода или куска проволоки, подсоединённого одним концом к прибору, а другим — к батарее или другой внешней металлической конструкции.

При работе с аккумуляторами нельзя допускать их перегрева. Некоторые щелочные металлы легко воспламеняются и долго горят даже на открытом воздухе. Поэтому стоит всегда держать в пределах досягаемости порошковые огнетушители.

Если батарея вскрывается для забора электролита, лучше делать это в хорошо проветриваемом помещении, чтобы не насытить воздух внутри него парами соляной кислоты. Так можно уберечься от сильных ожогов органов дыхательной системы.

АКБ широко применяется в различных направлениях жизни и деятельности человека. Их можно встретить в смартфонах, ноутбуках, автомобилях и так далее. Везде, где требуется независимый от электрической цепи источник питания, используются аккумуляторы. Как и за любой техникой, за ними необходимо ухаживать, правильно заряжать, хранить, контролировать емкость и так далее.

Зачем измерять емкость АКБ

Состояние аккумуляторной батареи необходимо периодически контролировать. Это позволит существенно продлить срок ее службы, сохранить ёмкость и другие параметры на первоначальном уровне. Существующие измерительные приборы позволяют достаточно точно установить силу тока в АКБ, напряжение и определить плотность электролита. При выявлении отклонений любого из указанных параметров рекомендуется выяснять причину и проводить необходимые обслуживающие мероприятия.

Устройства для точного определения емкости АКБ в настоящее время не существует. Единственный способ, который дает относительно точные результаты, – это его полная разрядка с одновременной фиксацией большого количества различных параметров. Однако эта процедура является очень продолжительной, и редко кто готов тратить время на контроль ёмкости таким способом. Остальные методики, как и специальный тестер, дают лишь приблизительные результаты.

Обратите внимание! Точность определения различных параметров в значительной мере зависит от внешних факторов: температуры окружающей среды, влажности и так далее.

Чаще всего используют следующие способы определения емкости:

  • Выполнение контрольного разряда, который является длительным процессом и применяется довольно часто;
  • Контроль плотности электролита в АКБ;
  • Нагрузочная вилка;
  • Тестер емкости.

Осуществление контрольного разряда

Для определения степени заряда часто используется процедура контролируемого разряда с фиксацией большого количества различных параметров. Считается, что данный способ позволяет получить наиболее достоверные результаты о работоспособности АКБ.

Важно! Данный метод следует проводить только в лабораторных условиях и с соблюдением всех правил. В противном случае батарея может перестать работать.

Данный метод заключается в том, что сначала АКБ полностью заряжают, затем подключают в цепь с постоянным потреблением, ждут полного разряда. В процессе работы каждый час производится замер разряда и напряжения, значение интересующего параметра вычисляется по специальной формуле: сила тока умножается на время полной разрядки. Неудобство такого способа состоит в его длительности (может потребоваться до суток, чтобы полностью разрядить батарею).

Использование нагрузочной вилки

Данный прибор используется для проверки состояния и работоспособности АКБ. На него подается контролируемая нагрузка (для этого в устройстве имеется резистор), и производится определение напряжения (применяются два щупа, которые подключаются к плюсу и минусу аккумулятора). На практике можно встретить устройства разных типов:

  • Оборудованные цифровым или аналоговым вольтметром;
  • С простой схемой с одним элементом, подающим нагрузку;
  • С несколькими спиралями нагрузки;
  • С оборудованием для измерения силы тока;
  • Со сложной схемой для определения напряжения в конкретных банках батареи.

Результатом ее применения является значение напряжения. Чтобы узнать уровень заряда, следует воспользоваться специальной таблицей.

Соответствие напряжения и степени заряженности при использовании нагрузочной вилки

Значение напряжения Примерная ёмкость, %
12,6-12,9 100
12,3-12,6 75
12,1-12,3 50
11,8-12,1 25
11,5-11,8

Контроль плотности электролита

Также для определения степени заряженности в процентах от первоначального значения можно использовать ареометр (измеряет плотность электролита). При осуществлении замера данным способом также потребуется специальная таблица.

Соответствие плотности электролита и количества заряда

Плотность Емкость, %
1,27-1,29 100
1,23-1,25 50-70
1,11-1,13

Данный метод обеспечивает примерный результат, точное значение параметра с его помощью определить невозможно. Отличается он сравнительной простотой – достаточно обеспечить доступ прибора для измерения емкости аккумулятора во все банки (открыть их), затем набрать жидкость в ареометр и записать полученное значение, которое затем сравнить с таблицей.

Использование специальных устройств

Метод измерения, который используется в нагрузочной вилке, доработан в специализированных устройствах марки «Кулон». Они были разработаны для проверки состояния и оценки различных параметров свинцово-кислотных аккумуляторов. Данные приборы позволяют определить значение напряжения и уровень заряженности. Вся информация сохраняется в памяти устройства, которое к тому же является портативным.

Использование данных устройств имеет определенные особенности:

  • Применять их можно только на полностью заряженном АКБ, поскольку они питаются от батареи, состояние которой проверяют.
  • Перед началом использования следует провести калибровку (данный процесс описан в инструкции по эксплуатации). В противном случае можно получить некорректные данные.

Дополнительная информация. Помимо компактных габаритов, преимуществами устройств «Кулон» являются также использование уникальной методики измерений, а также наличие клещей-зажимов, которые надежно фиксируют провода и обеспечивают точность показателей.

Таким образом, определение уровня заряда АКБ является достаточно трудоемким процессом, но его рекомендуется проводить с определенной периодичностью, чтобы обеспечить длительный срок его службы. Для этого также можно использовать различные устройства, которые хотя и не позволяют точно определить данный параметр, но предоставляют возможность оценить общее состояние батареи.

Видео

ТОП-5 лучших тестеров аккумуляторов с ценами и отзывами в конце статьи. Листайте!

У аккумуляторных батарей свой ресурс, случаются перебои в работе, не всегда они выдают необходимое напряжение. Проверить емкость можно при помощи тестера аккумуляторов. Для этого существует масса датчиков, но проще проверить емкость аккумулятора мультиметром. Он не только измеряет показания электронных датчиков, но и проводит анализ состояния всей системы или определенного узла.

Если хотите купить тестер для аккумуляторов, следует знать, что стандартными замерами являются:

Показатели напряжения тока.

Сила электрического тока.

Тестер автомобильных аккумуляторов может выполнять и ряд других функций:

Проверка катушек и свечей.

Измерение частоты оборотов двигателя.

Синхронизация с компьютером.

Будет удобнее, если тестер для аккумулятора оснащен световым индикатором. Мультиметры бывают бытовые и промышленные. У промышленных больше список выполняемых функций.

По типу разделяют на:

Аналоговые. Простая конструкция, которая предусматривает наличие шкалы и стрелки. Переключателем выбирается нужная шкала, по которой и сверяются показатели. Как правило, выпускают только бытовые тестеры такого типа, у них низкая точность.

Цифровые (электронные). Перед тем как проверить аккумулятор мультиметром, выбираете нужную шкалу и величину. На экран будет выводиться полученное значение. Точность гарантирована до десятых и даже до сотых долей.

Как проверить аккумулятор тестером?

Если нужно замерить мультиметром напряжение, нужно включить его в соответствующий режим. Обратите внимание: максимальное значение нужно выбирать выше, чем в вашем аккумуляторе: к примеру, если у вас 12,7 вольт, DCV должен быть 20 вольт. Черный щуп подключают на минусовую клемму, красный – на плюсовую. После чего на экране мультиметра появятся нужные значения.

Если напряжение составляет менее 12 вольт – значит, аккумулятор разряжен на 50%, меньше 11,6 – полностью разряжен.

ГДЕ МОЖНО ДЕШЕВО КУПИТЬ ХОРОШИЙ ТЕСТЕР АККУМУЛЯТОРОВ?

Тестер для аккумулятора авто All sun (3 в 1)

Надёжность продавца: отличная!

Доставка по России: бесплатно!

Отзывы покупателей:

Отзыв №1: Приехал очень быстро. Качество хорошее, проверил, работает адекватно. В меру легкий. Рекомендую.

Отзыв №2: Быстрая доставка, три дня до Питера. Прибор в хорошем состоянии и полностью работоспособен. Продавец очень общителен, прислал мне инструкцию на английском в PDF. Хороший продавец, рекомендую всем.

Отзыв №3: Великолепный тестер, хороший функционал. Выполнен очень качественно. То что нужно для полноценного обслуживания аккумуляторов! Очень быстрая доставка, 13 дней из Китая в Ростов-на-Дону. Рекомендую продавца и магазин с наилучшей стороны!

Автомобильный аккумуляторный тестер VXSCAN MICRO 200

Надёжность продавца: отличная!

Доставка по России: бесплатно!

Отзывы покупателей:

Отзыв №1: Товар как в описании, упакован хорошо. Доставлено быстро, 20 дней до СПб, с продавцом не общался, не было необходимости. Продавца рекомендую. Пока рабочий.

Отзыв №2: Прибыл очень быстро,все работает,очень доволен. Хорошо бы инструкцию на русском языке. Значения точные. Полезный приборчик!

Отзыв №3: Все отлично быстро качественно за 17 дней посылочка доехала до Липецкой области . Рекомендую . Тест проводил все работает .

Тестер аккумуляторный AUTOOL

Надёжность продавца: отличная!

Доставка по России: бесплатно!

Отзывы покупателей:

Отзыв №1: Отличный прибор! Как дополнение к диагностике автомобиля, вещь незаменимая: очень удобно, информативно и быстро. На 99 процентов всех необходимых параметров состояния АКБ и цепи заряда, которые нам всем нужны, он выполняет на отлично. Не измеряет только плотность электролита. Но даже нагрузочная вилка не дает точных результатов, не дает и времени жизни АКБ. Нагрузочная вилка показывает минимальный порог напряжения под нагрузкой, но этот прибор показывает ещё и внутреннее сопрот-е. Нагрузочная вилка показывает на одной дизельной машине что АКБ ещё хороший (среднее значение по напряжению), двигатель при этом заводит но уже с трудом, не так как на новом АКБ, а прибор показал сразу – АКБ на замену, осталось 36 % жизни. Очень информативно. Очень удобна проверка цепи заряда АКБ. Диоды генератора, напряжение ХХ и под нагрузкой. Не надо доставать мультиметр, осциллограф. К клещам подходит по два провода: мостовое измерение сопротивления. Внутри процессор, кварц, АЦП. Сделано всё качественно.

Отзыв №2: Не верьте тем, кто говорит о приборе фигню. Это зависть. Работает прибор отлично, проверено уже на более десяти авто. Его смело могут использовать профессионалы хоть и принтера нет. Он поможет вам купить АКБ свежую, а не с остатком ёмкости 60-70%, хотя продаваны вам будут внушать, что АКБ отличные тыкая вам в лицо своей нагрузочной вилкой. И на станции техобслуживания вам не навешают лапшу на уши, что стартер сдох или электроника глючит. Точность показания достаточная, не лабораторная конечно, но подключать прибор надо ближе к клеммам АКБ: на некоторых авто, на вынесенных контактах для зарядки АКБ в моторном отсеке, показания были занижены почти вдвое. Так что будьте внимательны.

Отзыв №3: Проверил работает нормально вольтаж показывает точно. Теперь будет чем проверить Акум при покупке нового. Советую иметь такой прибор чтобы купить действительно нормальный аккумулятор, а не наполовину дохлый.

Мини тестер заряда АКБ NEXPEAK

Надёжность продавца: отличная!

Доставка по России: бесплатно!

Отзыв №1: До МО дошёл очень быстро. Курьер привёз на дом. Прибор не плохой. В наборе инструкция только на английском. Пытаюсь разобраться.

Отзыв №2: Прибор пришёл в Тюменскую обл. в течение десяти дней. Упакован хорошо. Без проблем соединился с ЭБУ автомобиля Chery Tiggo FL 2013 года выпуска. Пока разбираюсь, но уже протестировал в графическом виде работу ДК 1 и ДК 2. Так же может дать информацию о положении дроссельной заслонки, температуре впускного коллектора, давления во впускном коллекторе, угле зажигания и проч. Не совсем корректный перевод в некоторых позициях, поэтому не совсем понятно какую информацию и о чём он даёт. Может просто не хватает опыта! В общем и целом, приборчик неплохой, его главное преимущество в мобильности. То есть не нужен смартфон, не нужно устанавливать какие то дополнительные программы.

Отзыв №3: Очень быстрая доставка, оригинальной упаковке, прекрасно работают, была протестирована на FIAT Grande Punto 1.4L сущность 2007.

Тестер для аккумулятора авто All-Sun EM3081

Надёжность продавца: отличная!

Доставка по России: бесплатно!

Отзыв №1: Мультиметр небольших размеров, но компактный и удобный в работе. Продавцу большое спасибо за отлично подобранный товар!

Отзыв №2: Прибор рабочий. Пришла посылка быстро за 3 недели. Батарейки в приборе имеются. Требуется только раскрутить два винта и убрать из под ботарейки прокладку. Один только минус – у него, по мне, при проверке напряжения, когда ищешь фазу, при косновении щупом на фазу – нет минимального скачка напряжения. Только с устойчивым нулем напряжение проверить можно. А так компактный и на вид качественный.

Отзыв №3: Мультиметр отличный, все работает. Я доволен. Посылка упакована хорошо, быстро доставлена. Мультиметр соответствует описанию. Спасибо продавцу.

>

Тестер емкости аккумулятора на Atmega8. Схема и описание

Это тестер емкости аккумулятора позволяет измерять емкость аккумулятора или аккумуляторной батареи (измерение в мА/ч или А/ч) и энергию разряда (в Вт/ч). 

Схема подходит для никель-кадмиевых и никель-металлгидридных элементов и аккумуляторов (1-12 элементов), свинцово-кислотных (заливных, VRLA, SLA) аккумуляторов до 12 В, литий-ионных и литий-полимерных (1-4 элемента), а также для других типов, таких как LiFePO4, NiZn, щелочные и т. д., с общим напряжением до 20 В.

Тестер емкости позволит вам проверить, например,  состояние аккумулятора, эффективность метода зарядки или обнаружить поддельные аккумуляторы (к сожалению, в последние годы рынок наводнен подделками).

Данное устройство также позволяет обслуживать аккумулятор – разрядить его до необходимого напряжения перед зарядкой, или разрядить аккумулятор до оптимального напряжения, чтобы подготовить его к длительному хранению.

Описание

В основе этого измерителя емкости аккумулятора лежит микроконтроллер ATmega8A, ATmega8 или ATmega8L (DD1). Принцип работы тестера прост: подключите полностью заряженный аккумулятор к устройству. После окончания разряда аккумулятора вы получите значения его емкости и энергии.

 

Ток разряда выбирается цифровым способом в диапазоне от 0,01 до 2,56 A с шагом 0,01 A. Разряд прекращается при достижении конечного напряжения (напряжения отключения), которое также выбирается цифровым способом.

Микроконтроллер Atmega8 синхронизируется внутренним RC-генератором с частотой 8 МГц. Поскольку точность измерения зависит от точности измерения времени, поэтому в схеме используется внешний кварцевый резонатор на 32768 Гц.

Напряжение аккумулятора (максимальное значение 20 В) измеряется с помощью делителя напряжения на резисторах с R10, R13, R16. Отрегулируйте подстроечный резистор R16 так, чтобы значение на дисплее (в режиме отображения фактического напряжения) было равным реальному напряжению аккумулятора.

Аккумулятор разряжается через транзистор VТ1 (IRLB8743). Ток разряда измеряется на шунте R19 (0,24 Ом). Ток разряда стабилизируется операционным усилителем (ОУ) DD2 MC33171. Опорное напряжение получается с помощью широтно-импульсной модуляции (ШИМ) с вывода OC1A (PB1 — вывод 15) микроконтроллера.

Сигнал ШИМ проходит через делитель напряжения (R12, R14, R17) и низкочастотный фильтр (C7), создавая постоянное напряжение, пропорциональное желаемому току разряда. Далее напряжение на затворе VT1 контролируется ОУ, так что напряжение на шунте R19 соответствует этому опорному напряжению.

Процесс калибровки

Установите подстроечный резистор R18 в центральное положение. Последовательно подключите аккумулятор с разрядным током не менее 2,56 А и амперметр. Установите желаемый ток разряда на уровне 2,56 А, начните разряд (долгое нажатие кнопки SA1). Затем установите подстроечный резистор R17 так, чтобы фактический ток разряда был равен выбранному значению (2,56 А).

Далее установите ток разряда на 0,01 А. Затем скорректируйте смещение входов операционного усилителя DD2 с помощью R18 — установите R18 так, чтобы фактический ток составлял 0,01 А.

Силовой транзистор VT1 должен быть размещен на радиаторе, соответствующий максимально необходимой рассеиваемой мощности во время разряда (P = U*I). Транзистор VT1 (IRLB8743) — это MOSFET с TTL-логикой, который может работать с напряжением 5 В. Если используется стандартный тип MOSFET, то  теоретически запитать ОУ можно и от более высокого напряжения (это может быть напряжение на входе 7805), но я рекомендую логический MOSFET.

Светодиод HL1 показывает, что идет разряд и измерение. Диоды VD1 и VD2 (1N4148) обеспечивают полное запирание транзистора VT1, когда процесс разрядки не активен.

Для управления контроллером используются кнопки SA1…SA3. В качестве устройства отображения используется 4-х разрядный светодиодный дисплей с общим анодом. Катоды дисплея подключены к порту D, аноды — к битам 2-5 порта B. В качестве дисплея можно использовать LD-D036UPG-C, LD-D028UR-C, LD-D036UR- C или LD-D056UR-C (типы с очень высокой яркостью). Сверхяркий дисплей позволяет отказаться от обычных транзисторов для усиления анодного тока.

Управление дисплеем мультиплексное. Частота мультиплексирования составляет около 100 Гц. Резисторы R1 … R8 определяют ток сегментов дисплея и, следовательно, его яркость. Они подобраны так, чтобы ток не превышал максимальный выходной ток вывода микроконтроллера (40 мА).

Тестер емкости аккумуляторных батарей питается от источника питания с напряжением 8 — 30В. Ток потребления составляет около 15-45 мА, в зависимости от количества подсвеченных сегментов индикатора и сопротивления резисторов R1 … R8. Конденсаторы C1, C2 и C3 должны быть расположены как можно ближе к микроконтроллеру.

Последовательно с проверяемой батареей подключите соответствующий предохранитель, в противном случае отказ тестера (например, отказ контроля тока или короткое замыкание VT1) или неправильная полярность подключения аккумулятора могут вызвать возгорание! Также рекомендуется использовать предохранитель на входе + блока питания.

Управление тестером

Тестер аккумулятора управляется 3-мя кнопками: «Mode» «+» и «-». Кнопка «Mode» переключает между шестью пунктами меню:

  1. Отображение фактического напряжения аккумулятора (0,00 В — 20,4 В).
  2. Измеренная энергия в Вт/ч (ватт-часах). Отображает символ «En», а затем значение. В процессе разряда значение увеличивается. После окончания разряда показывает окончательный результат.
  3. Измеренная емкость в А/ч (ампер-часах). Отображает символ «Ah», а затем значение. В процессе разряда значение увеличивается. После окончания разряда показывает окончательный результат.
  4. Прошедшее время разряда в часах (0,00 ч — 655 ч).
  5. Желаемый ток разряда. Используйте + и — для выбора от 0,01 A до 2,56 A.
  6. Выбранное конечное напряжение. Используйте кнопки + и -, чтобы выбрать напряжение, при достижении которого процесс разряда должен завершиться (диапазон от 0,80 В до 20,0 В).

Нажав «-» на пунктах 2, 3 и 4, вы можете сбросить значения энергии, емкости и времени (работает только в том случае, если процесс разряда не активен). Длительное нажатие кнопки «Mode» запускает или останавливает процесс разряда.

Когда процесс разрядки активен, то горит светодиод. После выключения светодиода вы можете просмотреть измеренные данные (энергия, емкость, время). Перед новым измерением необходимо сбросить данные. (Данные не сбрасываются автоматически в начале процесса разряда и измерения. Это позволяет возобновить прерванное измерение.)

Конечное напряжение разряда обычно выбирается в районе 0,8 — 1 В для NiCd и NiMH аккумуляторов, 2,5 — 3 В для литий-ионных и литий-полимерных и 8-10 В для свинцово-кислотных аккумуляторов.

Скачать прошивку (2,2 KiB, скачано: 300)

Все своими руками Измеритель емкости аккумуляторной батареи

Опубликовал admin | Дата 23 июля, 2018

В стать приводится схема измерителя емкости автомобильных аккумуляторов. Основой схемы является микроконтроллер PIC16F873A. Вся информация выводится на светодиодный индикатор с общим катодом.

Вообще я эту схему и программу сочинял по настоятельной просьбе одного из посетителей сайта уже давно, но этот настоятельный посетитель скоропостижно куда-то пропал. Поэтому выкладываю все и для всех.

В принципе схема состоит из уже проверенных рабочих фрагментов из разных устройств, поэтому данное устройство я в «железо» не воплощал. Работа измерителя была симулирована в PROTEUS 7.7 SP2.


Работа схемы

На транзисторе VT1 и ОУ DA1.1 – LM358N собран электронный эквивалент нагрузки со стабилизацией втекающего тока разряда испытуемого аккумулятора.

Уровень тока разряда устанавливают подстроечным резистором R5. Низкоомный резистор R7 является датчиком тока для усилителя DA1.1, с него же снимается сигнал для АЦП микроконтроллера – цифровой амперметр. На ОУ DA1.2 собран компаратор ограничения напряжения разряда аккумулятора. Контролируемое напряжение с разряжаемого аккумулятора через делитель напряжения R8 и R9 подается на инвертирующий вход ОУ DA1.2. Коэффициент деления этого делителя составляет 1:10, это же напряжение через переключатель SA1, контакты 1-3 подается на оцифровку на вход RA1 микроконтроллера DD1. Это цифровой вольтметр. На не инвертирующий вход ОУ DA1.2 подается опорное напряжение с делителя R2 и R3. Резистором R9 производится подстройка показаний цифрового вольтметра. Резистором R3 производится установка напряжения ограничения разрядки аккумулятора. Величину этого напряжения можно посмотреть, переведя переключатель SA1 в нижнее по схеме положение. Транзистор VT2 – это импульсный усилитель звукового сигнала окончания разрядки аккумулятора. Изменяя величину резистора R13, можно изменять громкость звучания громкоговорителя ВА1. Микросхема DA2 – стабилизатор напряжения питания микроконтроллера, а так, как в качестве опорного напряжения при оцифровке сигналов в программе выбрано напряжение питания контроллера, то величина этого напряжения должна быть отрегулирована резистором R11 на уровне 5,12В. Светодиод HL1 это индикатор окончания процесса измерения.

Настройка прибора

Не вставляя запрограммированный микроконтроллер, подаем питание на правильно собранное устройство. Резистором R11 устанавливаем на выходе стабилизатора напряжение 5,12 вольт. Снимаем напряжение питания с платы и вставляем микроконтроллер. Переводим переключатель SA1 в верхнее положение, отключает коллектор транзистора VT1, подаем на разъем подключения аккумулятора контрольное напряжение 12 вольт. Такого же показания добиваемся на индикаторе вольтметра с помощью резистора R9. Переводим переключатель SA1 в нижнее положение, и выставляем напряжение ограничения разрядки, например, 10,5 вольт. При этом напряжение на выходе ОУ DA1.2 должно быть равно нулю. Начинаем плавно уменьшать контрольное напряжение и в районе 10,5 вольт должен сработать компаратор, при этом на его выходе напряжение должно возрасти до, примерно, пяти вольт (логическая единица). Эту единичку зафиксирует контроллер и подаст прерывистый звуковой сигнал, сигнализирующий о конце измерения емкости аккумулятора. Одновременно засветится светодиод HL1.

Далее восстанавливаем цепь коллектора транзистора VT1.

В цепь разряда аккумулятора включаем контрольный амперметр, устанавливаем нужный ток (ток разряда автомобильных аккумуляторов выбирают в соответствии с формулой С/10, где С – емкость аккумулятора)разряда резистором R5 и сверяем наши показания с контрольными. Точность нашего амперметра в основном зависит от точности величины резистора датчика тока R7. Если показания будут завышенными, то величину резистора R7 надо будет уменьшить.

Работа с прибором.

Берем полностью заряженный аккумулятор и подключаем к устройству. Отсчет времени разряда начинается сразу же. На левом по схеме индикаторе мы увидим значение тока разряда, на среднем — напряжение на разряжаемом аккумуляторе, при условии, что SA1 в верхнем положении. На правом индикаторе со временем будет отображаться текущие значения емкости. Емкость определяется с точностью до десятых долей. Из этого следует, что показания емкости будут меняться каждые 6 минут. После того, как напряжение на аккумуляторе уменьшится до выбранного вами предела, засветится светодиод, прозвучит сигал. Контроллер зафиксирует измеренную емкость, но процесс разряда не прекратится, имейте это ввиду.

На этом все, Успехов, К.В.Ю.

Скачать полный проект можно здесь ↓.

Скачать “Измеритель-емкости-аккумуляторной-батареи” Измеритель-емкости-аккумуляторной-батареи.rar – Загружено 1158 раз – 458 КБ

Просмотров:3 313


Схема тестера емкости акб

Определение ёмкости аккумулятора. Физический смысл

Ёмкость аккумуляторной батареи определяет количество времени, в течение которого АКБ сможет давать энергию на полезную нагрузку. Емкость аккумуляторной батареи измеряется в ампер-часах. Сама физическая единица показывает, что ёмкость аккумуляторной батареи — это произведением тока разряда аккумулятора (в амперах) на время разряда АКБ (в часах).
Ёмкость аккумуляторной батареи — это физическая величина, которая вместе с напряжением батареи определяет количество энергии, которую способна дать полностью заряженная аккумуляторная батарея. Не следует путать понятия ёмкости аккумуляторной батареи и заряда (заряженность) аккумулятора. Ёмкость определяет потенциал аккумуляторной батареи, то есть количество времени, в течение которого АКБ сможет обеспечить питание нагрузки, если аккумуляторная батарея полностью заряжена.

Реальная ёмкость аккумулятора определяется несколькими факторами: величиной приложенной нагрузки, температурой батареи. Чем больше приложена нагрузка, тем быстрее происходит разряд батареи. Чем ниже температура, тем меньше ёмкости имеет батарея. Ёмкость аккумулятора — величина, зависящая от способа и условий измерения, поэтому её необходимо рассматривать в соответствии с технической документацией к батареи. Обычно производитель определяет длительным способ разряда батареи (в течение 20 часов) при комнатной температуре (20 градусов).

Определение ёмкости аккумулятора методом длительного разряда

Стандартным лабораторным методом определения ёмкости аккумулятора является метод длительного контрольного разряда. В начале аккумуляторную батарею полностью заряжают, а потом разряжают постоянным малым током. Одновременно ведут учёт времени разряда батареи. Ёмкость аккумулятора вычисляют как произведение силы тока на время. Сложность метода состоит в необходимости поддерживать постоянное значение силы тока разряда, для этого используют специальное оборудование.

Бытовым способом измерения ёмкости аккумулятора является метод разряда АКБ с помощью постоянной нагрузки. При этом используют в качестве нагрузки одну или несколько автомобильных ламп, выбирая нагрузку из расчета 1/20 величины номинальной ёмкости. Время засекается по обычным часам. Такой метод имеет неточность, так как напряжение АКБ в течение тестирования снижается, и, следовательно, меняется ток нагрузки. Следует так же опасаться полного (глубокого) разряда АКБ, это может привести к поломке батареи.

Еще один способ измерения ёмкости аккумулятора также основан на использовании метода длительного разряда. В этом случае используется специальная электронная схема и электронные часы, подключенные в схему. Такую схему можно найти на страницах журналов радиолюбителей.

Собрать её сможет опытный радиолюбитель или профессиональный электронщик, для каждого аккумулятора придется подобрать расчетным путём необходимые значения сопротивления нагрузки. Измерение проводится так же в течение 20 часов.

Определение ёмкости аккумулятора с помощью специального электронного тестера

Для быстрого определения ёмкости аккумулятора можно использовать специальные тестеры ёмкости аккумуляторов. Работа таких устройств основана на проведении серии специальных измерений. Для определения ёмкости тестер отправляет несколько зондирующих импульсов в подключенную аккумуляторную батарею. Получив обратный сигнал, тестер проводит их распознание и с помощью микропроцессора делает необходимые вычисления ёмкости аккумулятора. Полученный результат выводится на электронный дисплей устройства.

Одним из таких приборов является тестер ёмкости аккумуляторных батарей SKAT-T-AUTO.

Тестер ёмкости аккумулятора SKAT-T-AUTO является полностью автоматический прибором, не требует специальных знаний для проведения измерений. Тестер предназначен для быстрой оценки технического состояния герметичных и негерметичных свинцово-кислотных АКБ с номинальным напряжением 12 В и номинальной ёмкостью от 1,0 до 120 Ач.

Тестер емкости аккумулятора позволяет определить ёмкость аккумулятора с необходимой для эксплуатации АКБ точностью всего за 15 секунд. Работа с прибором очень проста. Нужно отсоединить батарею от прибора, в котором она установлена, подсоединить к тестеру с помощью специальных зажимов и нажать всего одну кнопку.

После определения остаточной ёмкости батареи, её сравнивают с номинальной ёмкостью новой батареи, указанной в паспорте изделия. Если остаточная ёмкость батареи менее 50 %, то её необходимо вывести из эксплуатации и провести восстановление или замену батареи.

Это устройство предназначено для измерения ёмкости аккумуляторов и их батарей напряжением в заряжен­ном состоянии 1…25 В при разрядном токе 0,1… 10 А. Оно отличается от раз­работанных автором ранее [1,2] более точным измерением ёмкости за счёт того, что в процессе разрядки контро­лируется и учитывается текущее значе­ние разрядного тока. Измеряемая ём­кость может находиться в пределах от 0,001 до 65,536 А·ч.

Схема измерителя показана на рисунке. К нему подключают заряжен­ный аккумулятор (батарею), ёмкость ко­торого предстоит определить. Напряжение и разрядный ток аккумулятора измеряет АЦП микроконтроллера DD1. Значения этих величин отображаются в разрядах 8—10 (крайних правых) ЖКИ HG1 и сопровождаются буквами U для напряжения или I для тока в разряде 7 индикатора. Переключение отображае­мой величины выполняют нажатием и удержанием кнопки SB1.

Схема измерителя ёмкости аккумуляторных батарей

Процесс измерения ёмкости аккуму­лятора запускают нажатием на кнопку SB2 длительностью не менее 0,5 с. Если в этот момент напряжение аккумулято­ра больше 0,8 В, программа микроконт­роллера устанавливает на его выводе 11 (РА7) высокий логический уровень напряжения. Это открывает ключ на полевом транзисторе VT1, подключаю­щий к проверяемому аккумулятору на­грузочный резистор R1. Резистор R6 — датчик разрядного тока.

При начальном напряжении аккумуля­тора менее 0,8 В на выводе РА7 будет установлен низкий логический уровень и транзистор VT1 не откроется. Сигнализи­руя об этом, светодиод HL1 станет ми­гать с частотой 2 Гц. В разрядах 7—10 ин­дикатора будет выведена надпись «Еrr2».

В случае, если напряжение более 0,8 В, но измеренный ток разрядки пре­вышает 10 А, транзистор VT1 будет закрыт.

Светодиод начнёт мигать с частотой 8 Гц, а на индикаторе появится надпись «Еrr1». Как при слишком низком напряжении аккумулятора, так и при слишком боль­шом разрядном токе измерение ёмкости аккумулятора выполняться не станет.

О нормально идущем процессе из­мерения ёмкости свидетельствует ми­гание светодиода HL1 с частотой 0,5 Гц. При этом текущее количество электриче­ства, отданное аккумулятором в нагрузку, отображается в разрядах 1—5 индика­тора (крайних левых) в ампер-часах с тремя десятичными знаками после за­пятой. Незначащий ноль в разряде десят­ков ампер-часов программно гасится.

Сигналом завершения процесса из­мерения служит непрерывное свечение светодиода. По его окончании транзис­тор VT1 закрывается, а выведенное на индикатор отданное аккумулятором ко­личество электричества (его ёмкость) со­хранится на нём до выключения питания.

Алгоритм измерения следующий. При нажатии на кнопку SB2 к аккумуля­тору подключается нагрузка, измеряет­ся напряжение на ней, вычисляется напряжение, до которого нужно разря­дить аккумулятор (оно меньше началь­ного на 25 %), и измеряется ток разряд­ки по падению напряжения на резисторе R6. Если ток не превышает 10 А, то каж­дые 36 с (0,01 часа) выведенное на ин­дикатор значение отданного количества электричества увеличивается на 1/100 текущего значения разрядного тока.

Разрядный ток зависит от сопротив­ления нагрузочного резистора R1. Но­минал и мощность этого резистора выбирают в зависимости от типа прове­ряемого аккумулятора или их батареи. Для плавной регулировки тока здесь можно применить реостат. Максималь­ное падение напряжения на датчике тока не превышает 100 мВ.

Налаживание устройства сводится к калибровке его измерителей тока и напряжения по образцовым приборам. Сначала подборкой резистора R2 уста­навливают на индикаторе HG1 значе­ние, равное показанию образцового вольтметра. Затем, замкнув контакты кнопки SB1, подборкой резистора R6 устанавливают измеренное значение тока по образцовому амперметру.

Программа микроконтроллера напи­сана на языке ассемблера в среде раз­работки AVR Studio 4.19. Младший байт конфигурации микроконтроллера дол­жен быть запрограммирован равным 0хЕЕ, старший байт — 0x17.

Скачать архив к проекту (прошивка, исходник).

ЛИТЕРАТУРА

  1. Озолин М. Измеритель ёмкости акку­муляторов на микроконтроллере. — Радио, 2009, №3, с. 28,29.
  2. Озолин М. Цифровой измеритель ём­кости и внутреннего сопротивления аккуму­лятора. — Радио, 2012, № 3, с. 20.

Автор: М. ОЗОЛИН, с. Красный Яр Томской обл.
Источник: Радио №7, 2015

В последнее время я начал замечать, что мой смартфон стал разряжаться быстрее. Поиски программного «пожирателя» энергии плодов не принесли, поэтому стал задумываться, не пришло ли время заменить АКБ. Но абсолютной уверенности в том, что причина в батарее не было. Поэтому прежде чем заказывать новый аккумулятор решил попробовать измерить реальную емкость старого. Для этого было решено собрать простой измеритель емкости АКБ, тем более что идея эта вынашивалась уже давно – уж очень много батареек и аккумуляторов окружает нас в повседневной жизни, и было бы неплохо иметь возможность время от времени тестировать их.

Сама идея, лежащая в основе работы устройства, крайне проста: есть заряженный аккумулятор и нагрузка в виде резистора, нужно лишь измерять ток, напряжение и время в ходе разряда АКБ, и по полученным данным рассчитать его емкость. В принципе, можно обойтись вольтметром и амперметром, но сидеть за приборами несколько часов удовольствие сомнительное, поэтому намного проще и точнее можно сделать это используя регистратор данных. Я в качестве такого регистратора использовал платформу Arduino Uno.

С измерением напряжения и времени в Arduino проблем нет – есть АЦП, но чтобы измерить ток нужен шунт. У меня появилась идея использовать сам нагрузочный резистор в качестве шунта. То есть, зная на нем напряжение и предварительно измерив сопротивление, мы всегда можем рассчитать ток. Поэтому простейший вариант схемы будет состоять лишь из нагрузки и АКБ, с подключением к аналоговому входу Arduino. Но было бы неплохо предусмотреть отключение нагрузки по достижению порогового напряжение на батарее (для Li-Ion это обычно 2,5-3В). Поэтому я предусмотрел в схеме реле, управляемое цифровым пином 7 через транзистор. Конечный вариант схемы на рисунке ниже.

Все элементы схемы я разместил на кусочке макетной платы, которая устанавливается прямо на Uno. В качестве нагрузки использовал спираль из нихромовой проволоки толщиной 0,5мм, имеющей сопротивление около 3 Ом. Это дает расчетное значение тока разряда 0,9-1,2А.

2. Измерение тока

Как было сказано выше ток рассчитывается исходя из напряжения на спирали и её сопротивления. Но стоит учесть, что спираль нагревается, а сопротивление нихрома довольно сильно зависит от температуры. Чтобы компенсировать ошибку я просто снял вольт-амперную характеристику спирали, используя лабораторный блок питания и давая ей прогреться перед каждым измерением. Далее вывел в Excel уравнение линии тренда (график ниже), которое дает довольно точную зависимость i(u) с учетом нагрева. Видно, что линия не прямая.

3. Измерение напряжения

Поскольку точность данного тестера напрямую зависит от точности измерения напряжения, я решил уделить этому особое внимание. В других статьях уже неоднократно упоминали метод, позволяющих наиболее точно измерять напряжение контроллерами Atmega. Повторю лишь вкратце – суть состоит в определении внутреннего опорного напряжения средствами самого контроллера. Я пользовался материалами данной статьи.

Код не представляет из себя ничего сложного:

Каждые 5 секунд данные о времени, напряжении батареи, токе разряда, текущей емкости в мАч и ВтЧ, а также напряжении питания передаются в последовательный порт. Ток рассчитывается по полученной в п. 2 функции. По достижении порогового напряжения Voff тест прекращается.
Единственным, на мой взгляд, интересным моментом в коде я бы выделил использование цифрового фильтра. Дело в том, что при считывании напряжения значения неизбежно «пляшут» вверх-вниз. Сначала я пытался уменьшить этот эффект просто сделав 100 измерений за 5 секунд и взяв среднее. Но результат по-прежнему меня не удовлетворил. В ходе поисков я наткнулся на такой программный фильтр. Работает он похожим образом, но вместо усреднения он сортирует все 100 значений измерений по возрастанию, выбирает центральные 10 и высчитывает среднее из них. Результат меня впечатлил – флуктуации измерений полностью прекратились. Я решил использовать его и для измерения внутреннего опорного напряжения (функция readVcc в коде).

Данные из монитора последовательного порта в несколько кликов импортируются в Excel и выглядят следующим образом:

Далее легко построить график разряда АКБ:

В случае с моим Nexus 5 заявленная ёмкость аккумулятора BL-T9 – 2300 мАч. Измеренная мной – 2040 мАч при разряде до 2,5 В. В реальности контроллер вряд ли позволяет сесть батарее до такого низкого напряжения, скорее всего пороговое значение 3В. Ёмкость в этом случае 1960 мАч. Полтора года службы телефона привели к просадке емкости примерно на 15%. С покупкой новой АКБ было решено повременить.
С помощью данного тестера было разряжено уже несколько других Li-Ion аккумуляторов. Результаты выглядят очень реалистично. Измеренная емкость новых АКБ совпадает с заявленной с отклонением менее 2%.
Данный тестер подойдет и для металл-гидридных пальчиковых аккумуляторов. Ток разряда в этом случае составит около 400 мА.

AdBlock похитил этот баннер, но баннеры не зубы — отрастут

Прибор Для Измерения Емкости Автомобильного Аккумулятора ~ AUTOTEXNIKA.RU

Каждый автомобилист спрашивает себя, какое устройство необходимо для измерения емкости аккумулятора. Измерение этого значения часто выполняется во время планового технического обслуживания, но будет полезно узнать, как определить его самостоятельно.

Измеритель емкости аккумулятора

Емкость батареи Это параметр, который определяет количество энергии, выделяемой батареей при определенном напряжении в час. Он измеряется в А / ч (Ампер в час) и зависит от плотности электролита, которая определяется специальным прибором. ареометр. Приобретая новейшую батарею, производитель показывает все технические характеристики на корпусе. Но вы можете найти это значение самостоятельно. Для этого есть специальные устройства и методы.

Самый распространенный метод. возьмите специальный тестер, например «Кулон», Это современное устройство для измерения емкости автомобильного аккумулятора, а также его напряжения. В этом случае вы потратите немного времени и получите надежный результат. Для проверки необходимо подключить устройство к клеммам аккумулятора и в течение нескольких секунд оно определит не только емкость, но и напряжение аккумулятора, а также состояние пластин. Но есть и другие способы определения емкости аккумулятора.

Первый метод (классический)

Например, мультиметр можно использовать в качестве устройства для измерения емкости аккумулятора автомобиля, но он не дает четких показаний. Обязательным условием этого метода (он называется методом контрольного разряда) является полный заряд батареи. Для начала нужно подключить к аккумулятору мощного потребителя (вполне подходит обычная лампочка на 60 Вт).

Второй способ

Вы также можете использовать метод, при котором батарея разряжается через резистор по специальной схеме. С помощью секундомера мы определяем время, проведенное на разряде. Поскольку энергия будет потеряна при напряжении 1 вольт, мы можем легко определить ток по формуле I = UR, где I. ток, напряжение U., сопротивление R. Всего этого следует избегать полной разрядки аккумулятора , используя, например, специальное реле.


Как сделать свое устройство самостоятельно

Если у вас нет возможности приобрести готовое устройство, вы всегда можете собрать устройство, чтобы измерить емкость батареи своими руками.

Вы можете использовать вилку для определения уровня заряда и емкости аккумулятора. В продаже имеется много готовых вилок, но вы можете собрать их самостоятельно. Следующее является вариантом.

Эта модель использует расширенную шкалу для достижения максимальной точности измерений. Есть встроенное сопротивление нагрузки. Шкала разделена на два спектра (0-10 В и 10-15 В), что дополнительно снижает погрешность измерения. Устройство также имеет 3-вольтовую шкалу и другой выход измерительного устройства, что позволяет вам проверять отдельные батареи. Масштаб до 15В достигается за счет снижения напряжения на диоде и стабилитроне. Величина тока устройства увеличивается, если напряжение превышает уровень открытия стабилитрона. При подаче напряжения неправильной полярности диод выполняет защитную функцию.

На схеме: R1- передает необходимый ток на стабилитрон; R2 и R3. резисторы, выбранные для микроамперметра М3240; R4. определяет ширину узкого спектра шкалы; R5. сопротивление нагрузки отключено переключателем SB1.

Ток нагрузки определяется по закону Ома. Сопротивление нагрузки учитывается.

Счетчик емкости батареи АА

Емкость батареи AA измеряется в мАч (миллиампер в час). Для измерения таких батарей можно использовать специальные зарядные устройства для определения тока, напряжения и емкости батареи. Примером такого устройства является аккумуляторный счетчик AccuPower IQ3, который имеет источник питания с диапазоном напряжения от 100 до 240 Вольт. Вам нужно будет вставить батарейки в устройство, чтобы измерить его, и все необходимые характеристики появятся на экране.

Определение емкости зарядного устройства

Вы также можете найти емкость с помощью обычного зарядного устройства. После определения величины тока зарядки (она указана в свойствах устройства), необходимо полностью зарядить аккумулятор и определить время, проведенное на нем. Затем, умножив эти два значения, мы получим рассчитанную мощность.

Вы можете получить более четкие показания, используя другой метод, который требует полностью заряженной батареи, секундомера, мультиметра и потребителя (например, фонарик). Мы подключаем потребителя к батарее и используем мультиметр для определения потребляемого тока (чем он меньше, тем надежнее результаты). Обратите внимание на время, в течение которого фонарик был зажжен, и умножьте результат на потребляемый ток.

Измерение емкости ячейки | Electronic Design

Загрузите эту статью в формате PDF.

От сотовых телефонов до электромобилей каждый пользователь беспокоится о времени работы. Разработчики систем усердно работают над тем, чтобы максимально увеличить время работы, используя один из двух подходов: спроектировать систему с батарейным питанием таким образом, чтобы она эффективно потребляла электроэнергию, чтобы батареи работали дольше, или максимизировать количество энергии, доступной для системы с батарейным питанием. Чтобы максимизировать доступную мощность батареи, вы можете использовать большую батарею или меньшую батарею большой емкости.Поскольку большинство систем с батарейным питанием портативны, следует учитывать вес и размер. Таким образом, использование батареи большего размера несколько противоречит цели меньшего и легкого.

Таким образом, при сборке батареи лучше всего создавать батарею большой емкости. Батарея состоит из элементов, соединенных последовательно для увеличения доступного напряжения и параллельно для увеличения доступного тока. Таким образом, аккумуляторы большой емкости строятся из элементов большой емкости. Сегодня литий-ионный элемент является основным элементом для большинства приложений с батарейным питанием, с отличным балансом размера, веса, доступного тока, емкости и стоимости.

Емкость литий-ионного элемента

Литий-ионные элементы

или любые другие элементы в этом отношении имеют емкость, измеряемую в ампер-часах (Ач). Для справки, один ампер-час означает, что вы можете потреблять один ампер из ячейки в течение одного часа. Итак, ампер-часы — это произведение ампер-часов. Точно так же 1 Ач также означает, что вы можете потреблять 2 А в течение 0,5 часов или 0,25 А в течение четырех часов.

Емкость

Ач, по сути, является мерой накопленных кулонов. Глядя на единицы, участвующие в ампер-часах, один ампер равен 1 кулону в секунду.Если умножить ампер на время, то получится кулон. Учитывая, что один час равен 3600 секундам, тогда 1 Ач равен 3600 ампер-секундам или (3600 Кл/сек) × секунды, что равняется 3600 кулонам накопленного заряда в элементе. Обратите внимание, что для меньших ячеек вы можете найти их емкость, измеренную в миллиампер-часах (мАч). Например, типичный литий-ионный элемент 18650 будет хранить около 3 Ач или 3000 мАч.

1. На рисунке показан профиль разряда литий-ионного элемента. Верхняя строка — это напряжение по сравнению свремя, начиная с полностью заряженного состояния и продолжая до тех пор, пока не будет достигнуто конечное напряжение разряда (EODV). Во время этого разряда ток постоянен. Измеряемое время представляет собой продолжительность времени, необходимого для разрядки. Емкость элемента – это площадь под кривой разряда.

Вы также можете измерить емкость ячейки в ватт-часах (Втч). Мощность Wh является мерой накопленной энергии. В единицах измерения один ватт равен одному джоулю в секунду. Если вы умножите ватты на время, вы получите джоули. Учитывая, что один час равен 3600 секундам, тогда 1 Втч равен 3600 ватт-секундам, или (3600 джоулей/секунду) × секунды, что равно 3600 джоулей энергии, запасенной в клетке.

Однако типичным способом описания емкости литий-ионных элементов является их зарядная емкость, или Ач. В оставшейся части этой статьи я буду рассматривать емкость исключительно в Ач.

Чтобы измерить емкость Ач, начните с полностью заряженного элемента. Самый простой способ измерить емкость элемента — подать постоянный ток X ампер, пока он не разрядится. Ячейка считается разряженной, когда напряжение на ячейке достигает конечного напряжения разряда (EODV).

Чтобы провести практическое измерение, просто подключите фиксированную нагрузку постоянного тока X ампер и запустите часы.Чтобы быть уверенным в потребляемом токе, не полагайтесь на точность уставки нагрузки постоянного тока. Вместо этого измерьте ток, потребляемый нагрузкой. Мы назовем этот измеренный ток Х ампер. Постоянно измеряйте напряжение на ячейке. Когда напряжение достигает EODV, часы останавливаются. Допустим, это Т часов (рис. 1) .

Теперь просто умножьте значение постоянного тока X ампер на измеренное время T. Результатом будет измеренная емкость X × T Ач.Емкость — это площадь под кривой зависимости тока от времени. В этой простой измерительной установке кривая зависимости тока от времени представляет собой не кривую, а прямую линию. Следовательно, вычисление площади под кривой просто X × T.

Факторы, влияющие на точность измерения емкости

В приведенном выше примере мы измеряли три параметра: ток, время и напряжение. Измерение времени может быть выполнено с предельной точностью, поэтому ошибка в измерении времени вряд ли окажет серьезное негативное влияние на измерение емкости.

Точность измерения напряжения важна, поскольку возможность измерения напряжения — это то, что останавливает часы. Плохое измерение напряжения может привести к преждевременной остановке часов, что приведет к заниженному измерению емкости. Точно так же плохое измерение напряжения может привести к слишком поздней остановке часов, что приведет к завышению емкости. Хорошей новостью является то, что напряжение ячейки медленно меняется со временем. Таким образом, ошибку измерения напряжения можно уменьшить, используя более длительное время интегрирования цифрового мультиметра, чтобы уменьшить шум, который может помешать правильному измерению напряжения.Поскольку напряжение меняется медленно, безопасно использовать более длительное время интегрирования.

Точность измерения тока является доминирующим фактором при определении погрешности измерения емкости Ач. Плохая точность измерения тока будет означать плохое измерение емкости Ач. Чтобы получить четкое представление о качестве измерения емкости в Ач, посмотрите характеристики текущего измерения, которое вы делаете.

Определение точности измерения емкости

При измерении емкости будет погрешность измерения емкости в виде коэффициента усиления в % от измерения емкости плюс погрешность в мАч на час измерения.

2. Keysight Advanced Power System (APS) — это семейство источников питания постоянного тока, состоящее из 24 моделей на 1000 Вт (вверху) и 2000 Вт (внизу). Эти источники питания могут как обеспечивать питание, так и действовать как нагрузка постоянного тока, обеспечивая при этом очень высокую точность измерения тока. Для получения дополнительной информации посетите сайт www.keysight.com/find/APS.

Рассмотрим пример измерения емкости с помощью источника питания Keysight APS мощностью 1000 Вт, модель N7950A, рассчитанного на 9 В и ±100 А (рис.2) . Этот источник питания является двухквадрантным, что означает, что он может как отдавать (положительный ток до +100 А), так и потреблять ток (отрицательный ток до –100 А). Это делает его отличным инструментом для зарядки и разрядки элементов.

При разрядке элемента или втекающем токе N7950A действует как электронная нагрузка постоянного тока (e-нагрузка), поэтому его можно использовать для измерения емкости элемента с использованием описанного выше метода. Примечание. В оставшейся части этой статьи я буду называть этот двухквадрантный источник питания электронной нагрузкой, поскольку мы используем его в качестве электронной нагрузки для разрядки элемента для измерения емкости элемента.

Теперь, продолжая пример, мы измерим емкость большой ячейки, где мы можем получить постоянный ток 5 А. выше (рис. 3) .

Текущая точность измерения N7950A составляет 0,05 % + 3 мА в диапазоне от 0 до 10 А. Помните, ранее я сказал, что не имеет значения, на каком уровне постоянного тока установлен ток, потому что мы будем использовать измерение тока, чтобы точно определить, какой ток потребляется от ячейки.N7950A также имеет точность развертки 0,01%.

3. Крупноформатные литий-ионные аккумуляторы были разработаны для использования в электромобилях. Большие мешочные ячейки могут иметь емкость от 10 Ач до 40 Ач и выше. Для сравнения в правом верхнем углу фото показаны типичные цилиндрические ячейки 18650.

Чтобы определить коэффициент усиления погрешности измерения емкости, нам нужна сумма текущей точности усиления измерения, равной 0,05%, и точности временной развертки, равной 0.01%. Следовательно, коэффициент усиления измерения емкости будет составлять 0,06% от измерения емкости. Таким образом, если мы измерим емкость 10 Ач, то коэффициент усиления 0,06% даст погрешность (0,06% × 10 Ач) = 6 мАч.

Теперь давайте посмотрим на фиксированный срок. APS в нижнем диапазоне имеет погрешность смещения 3 мА. Это говорит о том, что за период интегрирования будет ошибка 3 мА. В результате на каждый час измерения будет погрешность 3 мАч. Если перевести это в более простую форму для расчета, это будет 0.833 мкАч на каждую секунду измерения.

Итак, складываем все вместе:

  • Электронная нагрузка имеет точность измерения тока 0,05% + 3 мА.
  • Электронная нагрузка имеет емкость точность измерения 0,06% + 0,833 мкАч/сек
  • Мы измеряем ток 10 А в течение 1 часа, потому что требуется 1 час, чтобы ячейка достигла своего EODV, что «останавливает часы» при измерении емкости.
  • Это будет емкость 10 Ач.
  • Погрешность увеличения емкости будет составлять 0,06 % от 10 Ач или 6 мАч.
  • Условие смещения емкости будет составлять 0,833 мкАч/сек в течение 3600 секунд = 3 мАч.
  • Суммарная погрешность емкости составит 6 мАч + 3 мАч = 9 мАч погрешности при измерении емкости 10 Ач в течение 1 часа.

Решения по применению электрического испытательного оборудования от Megger

В случае отключения электроэнергии на электростанции или трансформаторной подстанции батареи обеспечивают резервное питание.Однако емкость аккумулятора может значительно снизиться задолго до того, как будет достигнут расчетный ожидаемый срок службы, а в аккумуляторе могут быть слабые элементы, что может привести к дорогостоящим перерывам в обслуживании. Регулярные проверки емкости и импеданса необходимы для профилактического обслуживания и защиты активов, и они не должны занимать много времени или средств.

Чтобы узнать больше о тестировании аккумуляторов, ознакомьтесь с нашим Руководством по тестированию аккумуляторов

.

Правильный выбор испытательного оборудования для конкретного применения снизит затраты на техническое обслуживание и тестирование аккумуляторов.Имея в наличии тестеры емкости и импеданса, Megger может предоставить тестер аккумуляторов, настроенный в соответствии с вашими конкретными потребностями.

Ознакомьтесь со всей нашей продукцией в брошюре «Аккумулятор»

.

 

Оборудование для проверки емкости

 

Единственным надежным способом измерения емкости аккумулятора является проведение испытания на разряд, а наша серия испытательных приборов TORKEL позволяет выполнять испытания на разряд при постоянном токе, постоянной мощности или постоянном сопротивлении. Вы даже можете протестировать батареи в режиме онлайн и получить дополнительные единицы нагрузки, если вам нужен более высокий ток нагрузки.

Megger BVM — это устройство для измерения напряжения аккумуляторной батареи, которое используется для проверки емкости больших аккумуляторных батарей. Его также можно использовать вместе с TORKEL для проведения полностью автоматизированного теста емкости аккумуляторной батареи.

Нажмите здесь, чтобы узнать больше о TORKEL

Нажмите здесь, чтобы узнать больше о BVM

 

Оборудование для измерения импеданса

 

Проверка импеданса батареи помогает определить слабые элементы до того, как они вызовут проблемы, однако отключение батареи для проверки требует много времени и сопряжено с риском.Вам не нужно делать это с возможностями онлайн-тестирования оборудования Megger для тестирования аккумуляторов.

Например, линейка тестеров аккумуляторов BITE будет выполнять онлайн-тестирование, которое определит исправность свинцово-кислотных аккумуляторов емкостью до 7000 Ач. BITE тестеров аккумуляторов измеряет импеданс элемента, плавающее напряжение элемента, сопротивление соединения между элементами, сопротивление клеммы, непрерывность цепи, а также ток пульсаций и ток покоя.

Нажмите здесь, чтобы узнать больше о BITE3

Нажмите здесь, чтобы узнать больше о BITE2

Независимо от того, тестируете ли вы залитые свинцово-кислотные, VRLA или никель-кадмиевые элементы, Megger предлагает вам подходящие тестеры импеданса.

 

Оборудование для поиска замыканий на землю

 

Замыкание батареи на землю представляет собой угрозу безопасности, которая может привести к повреждению оборудования и комплектов батарей. Поэтому необходимо отследить замыкание на землю, чтобы этого не произошло.

К счастью, Megger также предлагает решения для поиска замыканий на землю вокруг батарей. У нас есть детектор замыкания на землю Geolux GL 660-1, который идеально подходит для систем управления, сигнализации и питания, а также детектор замыкания на землю батареи (BGFT), предназначенный для использования в незаземленных системах постоянного тока.BGFT позволяет обнаруживать замыкания на землю до 399 кОм. BGFT может обнаруживать замыкания на землю в системах с высоким током утечки и высоким уровнем шума.

Нажмите здесь, чтобы узнать больше о BGFT

Измерение состояния батареи для обеспечения оптимального времени безотказной работы

Хотя большинство батарей, используемых в источниках бесперебойного питания (ИБП) и системах резервного питания, рекламируются как «необслуживаемые», они по-прежнему подвержены износу из-за коррозии, внутренних коротких замыканий, сульфатации , высыхание и нарушение герметичности.Но как определить, когда батарея выйдет из строя?

Многие считают, что достаточно контролировать напряжение с помощью онлайн-оборудования для мониторинга напряжения или лично проверять напряжение. Но измерение напряжения само по себе не даст вам полной картины. Напряжение — это просто показатель состояния заряда батареи, а не ее состояния. Напряжение не будет сигнализировать об деградации батареи до конца срока службы батареи, что увеличивает вероятность отключения всей цепочки батарей в случае сбоя.Даже если батарея имеет правильное измерение напряжения, она все равно может выйти из строя при приложении нагрузки.

Итак, какой подход следует использовать для определения состояния батареи?

Одним из лучших способов определения состояния батареи является измерение импеданса батареи. Измеряя импеданс, вы можете лучше понять внутреннее сопротивление батареи, что дает более полное представление об общем состоянии. Когда измерения проводятся с течением времени, значения импеданса оказываются полезным инструментом определения тенденций, сигнализирующим о потенциальных проблемах намного раньше, чем только тестирование напряжения.Со временем внутреннее сопротивление или импеданс батареи обычно увеличивается, что указывает на деградацию элемента.

При первом измерении импеданса батареи это может вызвать беспокойство, поскольку нет исходного уровня, с которым можно сравнивать данные и делать выводы. В таких случаях рекомендуется сравнивать каждую ячейку с другими ячейками в строке. При этом слабые клетки будут выделяться и указывать на то, что, вероятно, требуется дальнейшее исследование.

Важно помнить, что отдельное измерение импеданса не имеет большого значения без контекста.Передовая практика требует измерения значений импеданса в течение месяцев и лет, каждый раз сравнивая их с предыдущими значениями в записи, чтобы создать базовую линию.

Введение в мониторинг батареи

Контроль емкости батареи

Точное отслеживание состояния заряда аккумуляторной батареи необходимо для высокопроизводительной морской электрической системы. Сегодняшние дорогие сверхмощные аккумуляторы слишком ценны, чтобы оставлять их без надлежащего контроля. Традиционные способы оценки состояния заряда не всегда работают с этими батареями, и теперь доступны более сложные измерительные системы по относительно низкой цене по сравнению со стоимостью батарей, за которыми они ухаживают.Переход на современную измерительную систему имеет хороший экономический смысл.

Использование ареометра для измерения уровня заряда жидкостных аккумуляторов

Для аккумуляторов с жидкостными элементами наиболее точное определение состояния заряда осуществляется с помощью ареометра. Ареометр определяет количество серной кислоты в электролите, которое отражает состояние заряда аккумулятора. Поскольку эта концентрация зависит от температуры, измерение должно проводиться при стандартной температуре 80 градусов по Фаренгейту, или должны быть выполнены расчеты, чтобы скорректировать показания до фактической температуры.Полностью заряженный элемент имеет удельный вес от 1,27 до 1,28 в зависимости от производителя батареи. Разряженный элемент будет иметь удельный вес около 1,1. Чтобы быть полностью точным, батарея должна находиться в состоянии покоя в течение 24 часов, прежде чем будут сняты показания, чтобы гарантировать однородность электролита. Показания должны быть сняты для каждой ячейки батареи. Ячейки с отклонением друг от друга на 0,2 указывают на выход из строя батареи в целом. Для герметичных аккумуляторов эту процедуру выполнить невозможно, и в любом случае ее нельзя выполнять практически ежедневно даже для аккумуляторов с жидкостными элементами.Очевидно, что для повседневных операций необходим другой метод.

Использование вольтметра для измерения уровня заряда

Вольтметр можно использовать для получения быстрого снимка состояния заряда батареи любого типа. Полностью заряженная 12-вольтовая батарея будет иметь напряжение холостого хода около 12,6 вольт в зависимости от типа, и батарея считается полностью разряженной, когда напряжение падает до 10,5 вольт при 20-часовой скорости разряда. Состояние заряда 50% составляет около 12,2 вольта. Проблема с использованием вольтметра для измерения уровня заряда заключается в том, что аккумулятор должен находиться в состоянии покоя в течение 24 часов, чтобы получить точные показания.Это исключает использование метода для повседневных операций. Когда вольтметр используется без выдержки 24 часа, ложные показания получаются из-за поверхностного заряда на пластинах. Хотя кажется, что вольтметр показывает состояние заряда, на самом деле он не делает этого достаточно точно для большинства целей. Если это единственный вариант, рассмотрите вольтметр с расширенным диапазоном, как показано на этом рисунке, или цифровой.

Использование счетчика ампер-часов для измерения уровня заряда 

Счетчик ампер-часов подсчитывает скорость и время протекания тока от разряженной батареи и делает то же самое, когда батарея заряжается.Необходимо изменить счетчик при зарядке, чтобы учесть неэффективность батареи. Как только он определяет полную точку, емкость и эффективность батареи, счетчик ампер-часов может дать мгновенные показания состояния заряда в ампер-часах или процентах от общего количества в любой момент цикла. Это единственный способ получить точные показания заряда батареи при постоянном использовании. Для выполнения вышеуказанных вычислений требуется довольно много вычислительной мощности, потому что емкость батареи — это подвижная цель.Полная точка батареи точно не определена, всегда можно подать больше тока, но как только батарея заполнится, этот дополнительный ток будет просто преобразован в тепло и не будет доступен при разрядке. Количество тока, которое можно получить от батареи, будет зависеть от температуры батареи и скорости разряда. Для выполнения этих расчетов требуется нечеткая логика, но счетчики ампер-часов полагаются на периодические и частые сбросы, которые автоматически выполняются каждый раз, когда батарея достигает полной емкости.Чем дольше батарея остается без полной зарядки, тем более неточными будут показания счетчика ампер-часов. Счетчик должен рассчитать эффективность батареи, чтобы быть точным, и это достигается путем сравнения общего заряда и разряда от одного цикла к другому. Расчет должен быть усреднен по количеству циклов, поэтому чем больше циклов будет выполняться батарея, тем точнее будут эти показания. На изображении показан счетчик моточасов Victron Energy BMV 712 Amp Hour Meter.

Использование измерителя импеданса для измерения состояния заряда 

Когда эта статья была впервые написана, эта опция была недоступна, но теперь у нас есть Balmar Smart Gauge, и мы оцениваем его эффективность в измерении емкости батареи.Он измеряет импеданс батареи и, ссылаясь на сохраненные данные, использует импеданс для получения показаний о том, насколько заряжена батарея. Он просто показывает напряжение батареи и процент заряда. Он не показывает амперы или ампер-часы. Подключение очень простое, всего два провода подключаются к аккумулятору. Вот и все. Комментарии до сих пор были очень положительными, один профессиональный обзор был очень заинтересован. В двух случаях я устанавливал их рядом с амперметром, и это сделало интересное сравнение. Поскольку два измерителя дают показания совершенно по-разному, они никогда не дадут точно такой же ответ, но показания двух измерителей были довольно согласованными.Суть в том, что уровень заряда батареи не полностью определен до тех пор, пока вы не начнете ее использовать, и зависит от температуры и скорости, с которой вы потребляете энергию. Это просто напоминание о том, что вся наука об измерении емкости батареи не является точной.

Почему так важно точно контролировать батареи

Срок службы батареи определяется количеством циклов, которые она должна выполнить, и глубиной разряда. Как правило, оптимальное соотношение срока службы и полезности достигается, если батарея разряжается не ниже 50%.При наличии дорогостоящего банка батарей стоит потратить немного денег на мониторинг, чтобы предотвратить чрезмерный разряд и преждевременный выход батареи из строя. Единственный эффективный способ сделать это – использовать счетчик ампер-часов. При зарядке аккумуляторов верхние 20% заряда обычно расходуются слишком медленно, чтобы на них стоило запускать двигатель. Осведомленность о том, что происходит, позволит оператору избежать работы двигателя в течение длительного времени, когда это неэффективно, и уменьшит ненужный износ двигателя.Еще одним преимуществом амперметра является то, что он позволяет владельцу лодки контролировать зарядное оборудование, чтобы контролировать, правильно ли оно работает, а также дает возможность быть в курсе оборудования, которое потребляет чрезмерное количество энергии, чтобы его можно отключить или уменьшить. Большинство счетчиков ампер-часов показывают расчет эффективности батареи, который можно использовать для заблаговременного предупреждения о выходе из строя батареи. Большинство из них также записывают исторические данные, которые могут быть очень полезны при устранении неполадок. Наконец, наличие счетчика ампер-часов позволит в полной мере использовать батареи для комфорта пассажиров лодки, раз и навсегда положив конец загадке, достаточно ли мощности.

Заключение 

Надеюсь, я представил убедительные доводы в пользу использования какого-либо усовершенствованного оборудования для мониторинга батарей в любой аккумуляторной установке. Я считаю, что понесенные скромные затраты многократно окупятся в течение всего срока службы установки.

Дальнейшее чтение

У меня есть целый раздел в моем блоге, посвященный мониторингу батареи.

Покупки

У нас есть много вариантов здесь, в PKYS 

Что такое SOC и SOH батареи, как их измерить?

Что такое SoC (состояние заряда) и SoH (состояние работоспособности) для аккумулятора?

Понимание и мониторинг состояний ячеек в определенный момент времени часто необходимы при разработке аккумуляторов для оптимизации их использования.

 

Вы можете лучше понять состояние заряда $\mathrm{(SoC)}$ и состояние $\mathrm{(SoH)}$ аккумулятора. Эти параметры важны, потому что они напрямую связаны с производительностью батареи.

 

Состояние работоспособности $\mathrm{(SoH)}$ и состояние заряда $\mathrm{(SoC)}$ являются ключевыми показателями качества, поскольку они предоставляют очень полезные данные, необходимые для оптимизации системы управления батареями ( БМС).

 

Состояние заряда и состояние здоровья — разные параметры, которые иногда можно спутать.Цель этой статьи состоит в том, чтобы дать четкое определение каждому термину и объяснить его значение и использование.

 

$\mathbf{SoC}=$ Состояние заряда

 

Состояние заряда батареи описывает разницу между полностью заряженной батареей и такой же батареей в использовании. Он связан с оставшимся количеством электроэнергии, доступной в ячейке.

 

Определяется как отношение оставшегося заряда батареи к максимальному заряду, который может обеспечить батарея.Он выражается в процентах, как показано ниже.

 

$$\mathrm{SoC/\%}=100\frac{(Q_0+Q)}{Q_{\mathrm{max}}}=\mathrm{SoC_0/\%}+100\frac{Q}{Q_ {\ mathrm{max}}} \tag{1}$$

 

$Q_0/\mathrm{mAh\;}=$ Начальный заряд аккумулятора.

 

$Q/\mathrm{мАч\;}=$ Количество электроэнергии, подаваемой или подводимой к батарее. Отсюда следует условность тока: он отрицательный во время разряда и положительный во время заряда.

 

$Q_{\mathrm{max}}/\mathrm{mAh\;}=$ Максимальный заряд, который может храниться в аккумуляторе.

 

$\mathrm{SoC_0/\%}=$ Начальное состояние заряда $\mathrm{(SoC/\%)}$ аккумулятора.

 

  • Если батарея новая: $Q_{\mathrm{max}}=C_{\mathrm{r}}$ и $Q_0=0,5\,Q_{\mathrm{max}}$ вообще. $C_{\mathrm{r}}$ – номинальная емкость батареи, указанная производителем.

 

  • Если аккумулятор полностью заряжен: $Q_0=Q_{\mathrm{max}}$ и $\mathrm{SoC_0}=100\%$.

 

Рисунок 1: Динамика $\mathbf{S_0C_0}$ аккумулятора при зарядке и разрядке

 

Состояние заряда можно рассматривать и наоборот, и оно называется глубиной разряда $\mathrm{(DoD)}$.Рассчитывается следующим образом:

 

$$\mathrm{DoD/\%}=100-\mathrm{SoC/\%}\tag{2}$$

 

$\mathbf{SoH}=$ Состояние здоровья

Состояние работоспособности (SoH батареи) описывает разницу между изучаемой батареей и новой батареей и учитывает старение элемента.

 

Определяется как отношение максимального заряда аккумулятора к его номинальной емкости. Он выражается в процентах, как показано ниже.

 

$$\mathrm{SoH/\%}=100\frac{Q_{\mathrm{max}}}{C_{\mathrm{r}}}\tag{3}$$

 

$Q_{\mathrm{max}}/\mathrm{mAh\;}=$ Максимальный доступный заряд батареи

 

$ C_{\mathrm{r}}=$ Номинальная емкость

 

Рисунок 2: Эволюция $\mathbf{SoH}$ батареи в процессе старения

 

На профиль разрядки вторичной батареи влияет ее состояние.Чем ниже $\mathrm{SoH}$, тем быстрее разряжается батарея, как показано на рисунке 3 ниже.

 

Рисунок 3: $\mathbf{U}$ против . $\mathbf{t}$ во время циклов зарядки и разрядки аккумулятора для разных $\mathbf{SoH}$

 

Как измерять $\mathbf{SoC}$ и/или $\mathbf{SoH}$ с помощью потенциостата/гальваностата BioLogic или аккумуляторного циклера

Значение $\mathrm{SoC}$  достигается путем контроля заряда батареи (измерение тока и времени).Для этого подходят методы гальваностатического циклирования с ограничением потенциала (GCPL), а также методы хронопотенциометрии (CP) и постоянного тока (CC).

 

Одним из доступных способов определения $\mathrm{SoH}$ является знание количества заряда $Q$, которое может храниться на определенном этапе. Поэтому для этой цели можно использовать методику определения емкости батареи (BCD) EC-Lab ® или BT-Lab ® .

 

 

 

Состояние заряда Состояние здоровья Определение емкости батареи (BCD) Номинальная мощность GCPL (гальваностатический цикл с ограничением потенциала) Постоянный ток (CC) Хронопотенциометрия (ХП)

Сравнение приборов контроля аккумуляторной батареи | Лодочный журнал

В современных лодках электрическая мощность соперничает по важности с мощностью двигателя.Даже электронный блок управления современных судовых двигателей — тот самый мозг, который заставляет подвесные и внутренние моторы делать то, что мы от них хотим, — требует значительной силы тока, чтобы обеспечить бесперебойную работу двигателя.

Электроэнергия может подаваться генератором переменного тока двигателя, когда он работает, но это большой поезд, который нужно тянуть, когда вы добавляете множество электрических систем постоянного тока, таких как навигационные экраны, радар, УКВ, аудиоусилители, лебедка, несколько гидролокаторов, насосы для живых колодцев, домкраты, мелководные якоря, электрические троллинговые моторы и многое другое.

Для некоторых систем постоянного тока подходит простой вольтметр. Все, что выше 12,5 вольт, считается хорошим, но при 12,1 вы можете застрять на песчаной отмели. Итак, мы протестировали несколько более сложных индикаторов батареи, которые также измеряют потребляемый ток в амперах, наряду с другими параметрами, и сообщают эту информацию в режиме реального времени, чтобы помочь вам управлять питанием и его использованием. Некоторые из этих устройств можно запрограммировать с помощью емкости аккумулятора и отслеживать использованную и оставшуюся емкость.

Чтобы усложнить ситуацию, лодки часто несут на борту батареи двух или более типов.Пусковые аккумуляторы могут быть свинцово-кислотными (в том числе с залитыми ячейками, гелевыми или AGM), и теперь многие яхтсмены используют литиевые аккумуляторы для домашних банков и троллинговых двигателей. Соответствие устройства мониторинга аккумуляторной батарее важно.

Интеллектуальный монитор батареи Veratron Рэнди Вэнс

Комплект интеллектуального монитора батареи Veratron

229,99 долларов США; veratron.com

Датчик Veratron VL Flex подходит к отверстию 2 1 / 8 дюймов и оснащен кнопкой для переключения между страницами на датчике.После установки он будет измерять доступное напряжение, потребляемую силу тока, емкость батареи в процентах от общей емкости и силу тока во время зарядки. Экран основного напряжения подсвечивается зеленым цветом в соответствии со степенью заряда, например, наполовину зеленым при 50-процентной оставшейся емкости.

В коробке: В комплект входит манометр, стопорный хомут, 19,6-футовая пуповина с предустановленными разъемами для манометра, кнопки, аккумуляторной системы и других манометров VDO, а также шунт датчика, который зажимается для отрицательную клемму аккумулятора для измерения силы тока на входе и выходе.Отдельные комплекты IBM доступны для 12- и 24-вольтовых бортовых систем постоянного тока.

Установка: Это была сложная установка; тем не менее, инструкции были четкими и простыми для выполнения. Из-за нескольких ошибок датчику потребовалось около 40 минут, чтобы подключиться и начать работу. После одного пробного прогона — мы рекомендуем делать это на верстаке — фактическое время установки может быть сведено к минимуму, за исключением сверления отверстий для манометра и кнопки-переключателя и протягивания проводов. Пошаговое объяснение этой установки см. в нашей статье «Установка системы мониторинга батареи».

Что мы увидели: После подключения датчик показал напряжение на нашей 12-вольтовой батарее. Оно было около 12 вольт и регистрировало большую часть полного. Мы подключили светодиодную ленту к системе и переключили манометр на отображение силы тока, и прочитали, что сила тока составляет около 1 ампера, как и ожидалось для света. Мы подключили зарядное устройство к аккумулятору, и красная стрелка, указывающая вверх, обозначающая отток, сменилась зеленой стрелкой притока, указывающей вниз, и зарегистрировала 8 ампер — нормальное значение для нашего зарядного устройства.Приложение Veratron VL Flex Marine предназначено для калибровки всех датчиков Veratron через Bluetooth. Подключение и настройка выполняются легко, следуя подсказкам в приложении.

Наша оценка: Несмотря на сложность, эту систему было проще всего подключить, благодаря выдающимся направлениям и предварительно смонтированным штекерам разъемов, сводящим к минимуму количество отдельных проводных соединений. Это также самое четкое чтение благодаря яркому цветному цифровому дисплею. Возможность установки типа батареи на AGM, гелевую или заливную (не рекомендуется для литиевых батарей) в сочетании с точным измерением силы тока делает полезным отображение потока постоянного напряжения, предотвращая истощение.Для наблюдения за литиевыми троллинговыми моторными банками или крейсерами рыболовными судами требуется специальное оборудование. Внешняя кнопка переключения требует второго проникновения в тире.

Один сюрприз: Большинство клеммных соединителей не были водонепроницаемыми.

Ксантрекс Линк Про Рэнди Вэнс

Xantrex Link Pro

263,53 доллара США; Amazon.com

Это устройство помещается в отверстие 2 1 / 16 дюймов и имеет пластиковую фиксирующую втулку с резьбой.Дисплей измерителя занимает половину лицевой стороны прибора, а встроенные кнопки-переключатели переключают функции и калибруют прибор в соответствии с емкостью, типом и напряжением батареи. Память датчика записывает события батареи, такие как высокое или низкое напряжение, и можно настроить сигнализацию низкого напряжения для защиты от скручивания. Xantrex Link Pro имеет кабельный порт Ethernet для подключения устройства к зарядным устройствам и инверторам Xantrex. Он предназначен для заливных, гелевых и AGM аккумуляторов.

В коробке: Манометр, фиксирующая муфта, 25-футовый кабель и шунт датчика входят в коробку вместе с указаниями по подключению 12- или 24-вольтовой системы.Линии электропередач защищены предохранителями, в комплекте есть предохранители.

Установка: Соединения на зарядном устройстве Xantrex являются аналоговыми, а его соединительный кабель длиной более 25 футов имеет шесть проводов с цветовой маркировкой внутри. Каждый цветной провод нужно было вставить в соединительную планку на задней стороне манометра и, следуя предоставленной цветовой диаграмме, соединить с шунтом. Подключение батареи к шунту также было простым, следуя цветовой схеме подключения.

Что мы увидели: Монохромный ЖК-дисплей был простым, но шрифты были жирными.Есть подсветка для приглушенного света. Мы могли переключаться между напряжением аккумуляторной батареи, используемой силой тока, оставшейся силой тока и, если батареи заряжались, чистым притоком в амперах. Последняя настройка укажет, какая сила тока была приложена для зарядки аккумуляторов. При подключении нагрузки регистрировался отток ампер. Показания манометра были не такими привлекательными, как на манометре Veratron, но показания ЖК-дисплея были хорошо видны как на солнце, так и в тени.

Наша версия: Только половина манометра Xantrex имеет жидкокристаллический дисплей, а нижняя половина имеет тумблеры для переключения между показаниями ампер, вольт и состояния заряда.Меньшая лицевая панель является компромиссом за наличие встроенной системы переключения, которая недоступна на Veratron из-за его внешнего переключателя. Как и в случае с манометром Veratron, мы были удивлены тем, что соединения не были защищены от влаги. Мы думаем, что как на спортивном катере, так и на круизном лайнере было бы удобно регистрировать уровни тяги и заряда. Направления потребовали некоторой сортировки, но проводка была простой, когда мы нашли правильную конфигурацию напряжения, хотя и утомительной из-за отдельных проводных соединений.

Амперметр постоянного тока Drok 0-90 В Рэнди Вэнс

Амперметр Drok 0–90 В пост. тока (200485)

30 долларов; Amazon.com

Этот цветной ЖК-индикатор оснащен кнопками-переключателями, встроенными в его лицевую сторону. Высокодетализированный датчик отображает количество ампер на входе или выходе в зависимости от состояния заряда или использования. Также контролируется напряжение. Цветопередача на экране четкая, но крошечная. Его размеры 3 дюйма на 1 9 / 16 дюймов делают его компактным для гибких вариантов монтажа.Это единственный из протестированных нами аккумуляторов, который разработан и запрограммирован для работы с литиевыми батареями, а также с батареями с заливными ячейками, гелевыми батареями и батареями AGM.

В коробке: Он поставляется с манометром, одним жгутом проводов длиной 7 дюймов, жгутом проводов длиной 20 дюймов, кабелями питания и заземления, а также шунтом с датчиком. Инструкции также были включены на нескольких языках.

Установка: Шина проводки подключается по принципу plug-and-play с использованием прилагаемого 7-дюймового или 20-дюймового кабеля. Подключение датчика и шунта к блоку аккумуляторов несложно и легко выполняется в соответствии с прилагаемыми инструкциями.Прямоугольное калибровочное отверстие необходимо вырезать лобзиком, а не кольцевой пилой.

Что мы увидели: Устройство измерило энергопотребление светодиодной лампы в минуту. Дисплей достаточно яркий, чтобы читать при солнечном свете. Тумблеры на лицевой панели манометра позволяют переключаться между напряжением, силой тока и другими настройками.

Наше мнение: По сути, это устройство типа plug-and-play, амперметр или вольтметр, которые легко подключить и они доказали свою способность считывать низкий уровень разрядки светодиодной лампы.Тем не менее, прилагаемые кабели означают, что датчик должен быть установлен в пределах 7 или 20 дюймов от аккумуляторных батарей. Система работает хорошо и легко и может использоваться для контроля всех типов батарей, включая литиевые до 80 вольт, сообщая о текущем напряжении, выходной или входной силе тока (при зарядке), а также используемых и оставшихся амперах. Без какой-либо гидроизоляции манометр лучше установить под палубой. Он идеально подходит для круизера или плавучего дома.

Откройте для себя приложение Battery Lithium Blue Battery Monitor Рэнди Вэнс

Приложение Discover Battery Lithium Blue Battery Monitor

Бесплатно; открытьбатарея.ком

Аккумуляторы

Lithium Blue представляют собой группу меньших элементов, каждый из которых объединен для создания напряжения и емкости в ампер-часах, указанных на этикетке с техническими характеристиками на корпусе. Все литиевые батареи могут быть энергозависимыми, если их не разряжать или заряжать с безопасной скоростью. Итак, каждая батарея Lithium Blue оснащена микропроцессором, который контролирует температуру батареи, скорость заряда или разряда, напряжение, хранящееся в каждой ячейке батареи, и общее состояние батареи. Литиевые батареи выдают полное номинальное напряжение в течение всего цикла, в отличие от свинцово-кислотных батарей, которые теряют напряжение быстрее и потребляют меньше ампер при разряде.Литиевая технология обладает уникальными характеристиками, которые представляют необычную проблему для устройств измерения заряда батареи. Поэтому компания Discover Battery установила передатчик Bluetooth в каждую батарею с возможностью сообщать всю статистику батареи.

В упаковке: Загрузите приложение Lithium Blue в Google Play или iTunes. Он будет искать активные аккумуляторы и подключаться к ним.

Что мы видели: Если батареи Lithium Blue активны (и не спят из-за неиспользования или низкого заряда), приложение обнаружит их сигнал Bluetooth и подключится.Неактивные батареи необходимо разбудить с помощью активного зарядного устройства, которое подает низкое напряжение на батарею, пробуждая микропроцессор. После этого приложение нашло батареи и перечислило их с серийными номерами. Нажмите, чтобы подключиться и прочитать состояние заряда, напряжение, мощность и температуру батареи. Каждая батарея имеет двухстраничный отчет: одна сообщает основные статистические данные, включая напряжение, силу тока и температуру батареи; другая страница предлагает подробный отчет о каждой ячейке батареи и портал регистрации гарантии.

Наш вариант : Приложение Lithium Blue не только сообщает общее напряжение, емкость и количество оставшегося заряда батареи, но также сообщает то же самое для каждой ячейки батареи. Это дает не только наиболее точные данные о состоянии заряда каждой батареи, но и о состоянии каждой отдельной ячейки. В то время как обычный амперметр или вольтметр может не сразу зарегистрировать отказ десятков элементов в литиевой батарее, микропроцессор Lithium Blue и приложение объединяются, чтобы сделать это.Литиевые батареи идеально подходят для домашних аккумуляторных батарей, троллинговых двигателей и электрических силовых установок. Их не рекомендуется использовать для запуска аккумуляторов.

Быстрая зарядка Двойное зарядное устройство USB 3.0 Вольтметр Рэнди Вэнс

Двойное зарядное устройство USB 3.0 для быстрой зарядки Вольтметр

13 долларов; Amazon.com

Одно зарядное устройство с двумя портами USB соответствует размеру отверстия порта прикуривателя. Он считывает напряжение батареи при зарядке двух USB-устройств по 3 ампера каждое.Водонепроницаемая крышка надевается на зарядные порты, когда они не используются, а небольшое окошко дисплея позволяет видеть показания напряжения.

В упаковке: В комплект поставки входит штекер зарядного устройства/вольтметра со стопорным кольцом и водостойким колпачком. Красно-черный провод идет с держателем предохранителя и предохранителем.

Установка: Установка не может быть проще. На концах кабеля мы обжали клеммные кольца и зацепили их за силовой (красный) и заземляющий (черный) провода.Монтажное отверстие легко просверливается, а стопорное кольцо удерживает его на месте.

Что мы увидели: Этот простой датчик может быть подключен к 12-вольтовой розетке или вместо нее. Показания напряжения на синем светодиоде были видны как днем, так и в темноте. USB-порты для зарядки разделены показаниями напряжения батареи, что упрощает их извлечение или вставку.

Наше мнение: В более сложных аккумуляторных системах, питающих несколько двигателей и широкий спектр навигационной электроники и домашних устройств, простого контроля напряжения недостаточно для безопасной работы вне порта.Но для малолитражки с одной или двумя батареями и аудиосистемой контроля напряжения достаточно, если вы обязательно зарядите стартовую батарею до того, как она упадет ниже 12 вольт.

Тестер емкости аккумулятора Li-Ion-Расчет и тестирование аккумуляторов Greenway

Как рассчитать емкость Li-ion?

Литий-ионные элементы имеют емкость, которая измеряется в ампер-часах (Ач). Ампер-час обычно означает, что вы способны извлекать один ампер из батареи в течение часа.Практически, если у вас есть ячейка на 1 Ач, это означает, что вы можете потреблять либо один ампер в течение часа, либо 2 А в течение 0,5 часов, и даже 0,25 А в течение 4 часов.

Ах, емкость представляет собой меру накопленных кулонов в ячейках. Если бы вы умножили ампер на время, вы бы получили кулоны, поскольку один ампер равен 1 кулону в секунду. Например, поскольку один час = 3600 секунд, то 1 Ач будет равен 3600 ампер-секундам. Чтобы получить кулоны, вам нужно будет умножить это на общее использованное время или количество секунд: 3600 кулонов/секунда × секунды = 3600 кулонов.Однако для меньших ячеек можно обнаружить, что их емкость измеряется в миллиампер-часах (мАч).

Емкость ячейки также может быть измерена в ватт-часах (Втч), что является мерой накопленной энергии. Один ватт равен одному джоулю в секунду, и если вы умножите ватты на время, вы получите джоули. 1 час = 3600 секунд, тогда 1 Втч = 3600 ватт-секунд, так как вы бы умножили на 1 × 3600. Полученная цифра также эквивалентна 3600 джоулям энергии, хранящейся в клетках.

Что такое тестер емкости аккумулятора?

Большинство обычных батарейных блоков не имеют встроенных счетчиков, которые показывают емкость батареи или сообщают вам, когда они разряжены, и поэтому их необходимо заменить без предварительной проверки.Без тестера емкости батареи или мультиметра, которые также можно использовать в качестве подходящей альтернативы, единственный способ определить, что батарея все еще заряжена, — это вставить ее обратно в предназначенное для нее электронное устройство и попытаться включить ее. Такой процесс требует много времени и может не дать точных результатов, поскольку некоторые батареи могут иметь только низкий заряд, но электронное устройство может не работать, что указывает на то, что элементы разряжены.

Таким образом, тестер емкости аккумулятора представляет собой электронное устройство, предназначенное для проверки емкости любого аккумуляторного блока и определения уровня заряда, оставшегося в элементах.Эти устройства работают, проверяя ток, который исходит от ячеек батареи. Токопроводящие провода подключены к обеим клеммам на аккумуляторе, что стимулирует выделение тока. Каждый тестер емкости батареи также поставляется с датчиком, который показывает уровень заряда, когда батарея подключена к тестеру.

Тестер емкости батареи измеряет только ток и использует для этого резисторы. В зависимости от типа тестера датчик перемещается другими компонентами, обычно штифтом.По мере того, как резистор получает больше силы тока, штифт перемещается дальше по датчику, указывая на больший заряд внутри ячеек. Однако батареи, такие как литиевые элементы, во многих случаях могут давать неточные показания. Эти результаты связаны с тем, что ток в таких батареях изнашивается неравномерно, как в щелочных элементах. Вместо этого при определенных уровнях заряда ток значительно падает, и поэтому батареи могут считаться полностью заряженными, даже если у них осталась только половина заряда.

Обычные тестеры емкости аккумуляторов не могут тестировать перезаряжаемые аккумуляторы, такие как литий-ионные элементы, и определять, можно ли их заряжать. Для таких ситуаций вам понадобится тестер аккумуляторов, специально предназначенный для обслуживания перезаряжаемых аккумуляторов.

Как проверить литий-ионный аккумулятор?

Прежде чем тестировать любой литий-ионный аккумулятор, вы должны учитывать частоту тестирования. Как часто следует проводить проверку емкости литий-ионного элемента? Исследования показывают, что лучший способ определить, когда проводить тесты емкости, — это контролировать предполагаемые батареи с периодическими измерениями сопротивления.Это снижает потребность в ненужном тестировании и, таким образом, включает тестирование только тогда, когда это необходимо. Чтобы ваш план частоты тестирования был эффективным, вам нужен план, основанный на состоянии, а не на календаре. План частоты тестирования, основанный на состоянии, будет учитывать все другие переменные и факторы, которые могут повлиять на срок службы батареи, в то время как план, основанный на календаре, в основном зависит от предположений, которые могут быть неточными.

В то время как тест на внутреннее сопротивление показывает наличие потенциальной слабости в ячейках, тест на емкость покажет вам, достаточно ли серьезен дефект для принятия мер.Однако следует отметить, что тесты емкости, как правило, сокращают срок службы батареи, и поэтому их следует проводить время от времени, чтобы получить разумные потери в обмен на знание состояния батареи. Такие тесты емкости проводятся главным образом потому, что пользователи больше озабочены повышением надежности ячейки, чем ее долговечностью. Как только батарея не способна обеспечить определенное количество требуемой энергии, период, в течение которого она может продолжать поставлять какую-либо мощность, становится неважным, поскольку такой энергии будет недостаточно.

Проверка аккумулятора

Включите тестер емкости аккумулятора и настройте его на измерение напряжения. Аккуратно подключите датчики тестера к назначенным клеммам аккумулятора вашего литий-ионного аккумулятора. Проверьте показания напряжения и запишите их, а затем отсоедините датчики от клемм. Если аккумулятор заряжен, то записанное вами значение напряжения должно соответствовать значению на этикетке на аккумуляторе или немного выше для полностью заряженного аккумулятора. Литий-ионные аккумуляторы предназначены для поддержания постоянного напряжения в течение большей части периода разрядки или процесса.Это означает, что даже если батарея разряжена до половины ее полной емкости, значение напряжения, вероятно, будет немного ниже, чем указанное на этикетке батареи.

Однако, если показания напряжения показывают цифру, которая более чем на 20% ниже той, что указана на этикетке, то это означает, что аккумулятор следует перезарядить. Измените настройки тестера емкости аккумулятора для измерения мАч. Повторите описанную выше процедуру, снова записывая показания. Если ваша батарея полностью заряжена, показания тестера должны быть аналогичны тем, которые вы записали.

Заключительные мысли

Тестирование емкости батареи дает вам представление о текущем состоянии элемента. Однако это не гарантирует, что батарея останется такой же или будет работать так, как ожидалось, в течение следующих нескольких недель или месяцев, независимо от соответствующего обслуживания. По этой причине проверку емкости батареи следует проводить только изредка, чтобы не сократить срок службы батареи и получить информацию о необходимом времени замены.

литий-ионный аккумулятор аккумулятор для электровелосипеда литиевый аккумулятор

.

0 comments on “Прибор для измерения емкости аккумулятора: АКБ тестер для определения и проверки аккумуляторной батареи

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.