Чем измерить внутреннее сопротивление аккумулятора 18650

Как проверить аккумулятор 18650 мультиметром

Некоторые аккумуляторы внешне очень похожи на обычные батарейки, но отличаются от них тем, что могут заряжаться, тогда как батарейку просто приходится менять. Одним из таких элементов является пользующаяся популярностью литий-ионная аккумуляторная батарея 18650, использующаяся в многих устройствах в качестве источника питания. Сегодня поговорим о том, как проверить аккумулятор 18650 мультиметром.

О чем говорит маркировка батареи?

Цифровая маркировка – это «паспорт» аккумулятора:

Одиночные элементы такого типа используются в таких устройствах как лазеры и небольшие фонарики.

Из батарей этого типа собирают аккумуляторные блоки для шуруповертов, ноутбуков и даже такой крупногабаритной техники как электрокары.

В целом АКБ 18650 оцениваются как весьма мощные и полезные элементы. Но со временем любой аккумулятор теряет первоначальные характеристики, хуже заряжается, срок работы от зарядки до зарядки питаемого им устройства сокращается.

Узнать характеристики батареи можно самостоятельно.

Как проверить 18650 мультиметром?

Важными характеристиками аккумуляторных батарей, которые доступны к самостоятельной проверке, являются:

Для проверки всех этих параметров понадобится всего один небольшой и недорогой прибор – мультиметр.

Меряем напряжение

Напряжение. Егопроверяют следующим образом:

Если измерение не получилось, пробуйте еще раз – возможно, при касании к выводам питания контакт оного или обоих щупов просто был плохим.

В случае, когда на дисплее отображаются цифры со знаком «минус», не стоит пугаться. Просто во время измерения произошла «переполюсовка». Нужно просто поменять местами расположение щупов у контактов батареи. Такая ошибка при измерении не является критичной. Но лучше такой путаницы избегать, поскольку ошибка может отразиться на нормальном функционировании прибора.

Зная напряжение, можно судить о степени заряженности аккумулятора.

Меряем емкость

Емкость. Номинальная емкость батареи обозначается на корпусе набором цифр и буквами. Измеряется она в Ампер-часах и выглядит как Ah.

В настоящее время существует множество универсальных зарядных устройств для аккумуляторных батарей, снабженных функцией определения емкости. Но сделать это и с помощью того же мультиметра.

Таким образом можно определить, соответствует ли действительности заявленная производителем емкость (в случае проверки достаточного нового аккумулятора).

Меряем внутреннее сопротивление

Внутреннее сопротивление. Здесь придется сделать пару замеров напряжения и произвести несложные вычисления:

Если полученное значение составит менее 0,4% — внутреннее сопротивление не превышает допустимых пределов. Если результат расчетов превысит эту цифру – аккумулятор непригоден к дальнейшему использованию.

Меряем ток утечки

Ток утечки. С этим явлением потребители практически не сталкиваются. Для батареи это опасный и крайне нежелательный фактор, но его самостоятельно определяют редко, хотя при наличии реостата это возможно сделать и с помощью мультиметра.

Таким образом, имея в руках мультиметр, можно в любое время проверить практически любой аккумулятор на соответствие указанным производителем характеристик. Но что важнее – есть возможность вовремя определить необходимость его замены, пока питаемое им устройство не перестало работать в самый неподходящий момент.

Теперь вы знаете, как проверить аккумулятор 18650 мультиметром.

Вопрос — ответ

Вопрос: Батарею 18650 какого производителя лучше выбрать?

Имя: Михаил

Ответ: Здесь нужно искать для себя лучшее сочетание цены и качества. Стоимость аккумуляторов отдельных производителей (к примеру, FENIX или OLIGHT) может достигать 1500 – 1900 рублей. К более бюджетным, но тоже качественным относятся батареи SONY, PANASONIC, ROBITON. Их стоимость составляет от 400 до 600 рублей.

Вопрос: Нужно ли проверять новый элемент 18650 мультиметром?

Имя: Кирилл

Ответ: Нет, не обязательно. Только если хотите убедиться в том, что его характеристики соответствуют заявленным или подозреваете, что вам продали некачественный товар.

Вопрос: Нужно ли следить за зарядкой аккумулятора?

Имя: Алексей

Ответ: Да, нужно. Литий-ионные элементы крайне чувствительны к превышению как верхнего, так и нижнего пределов напряжения. Избыточная зарядка, как и глубокая разрядка, могут вывести его из строя, восстановить такой аккумулятор не удастся. Поэтому неплохо во время зарядки периодически проверять напряжение на выводах батареи мультиметром.

Вопрос: Можно ли с помощью мультиметра выяснить, как давно выпущен элемент 18650, если замерить его характеристики?

Имя: Азат

Ответ: Проверить характеристики можно. Но данные о дате выпуска и так имеются на корпусе элемента.

Источник

Внутреннее сопротивление 18650 аккумулятора. Нюансы

Сопротивление батарей 18650 – определяющий параметр, от которого зависит применимость аккумулятора.

Почему внутреннее сопротивление 18650 так важно учитывать?

По этой причине, важно соизмерять сопротивление батареи и мощность оборудования. Так например, в вейпах, шуруповёртах, элементы с высоким сопротивлением будут опасны.

В чём отличие высокотоковых от обычных 18650, примеры в цифрах
У Самсунгов с током отдачи 15 ампер, сопротивление составляет 12-15 мОм (милли Ом), это довольно низкое сопротивление, что хорошо. А у Литокала 35-42 мОм, средний показатель. Вторая батарея не может быть высокотоковой, те же 15 ампер хотя и сможет выдать, да вот быстро перегреется и испортится. Нельзя считать 15А для Литокала рабочим током. В этом и отличие высокотоковых от обычных.

Аккумуляторы 18650 с малым сопротивлением дороже?

Да, безусловно. Высоким сопротивление никто не будет делать специально, это обусловлено удорожанием производства. Например: высокотоковые стоят 800-1000 руб, тогда как обычные 200-300 руб. Поэтому, не следует считать злом те же китайские Литокала, а Самсунги идеалом. Всё в цене учтено. По качеству элементы с Алиэкспресс очень и очень толковые. Тут важно не поскупиться и купить высокотоковые, если это действительно нужно. А там где фонарик запитать на 1100 люмен, вполне и обычные, за 180-300 руб подойдут.

Сам подобрал для себя данные модели, как оптимальные по цене, продают сами производители батарей:

18650 литиевый аккумулятор. LiitoKala 3400мАч – купить от 160 руб

Литиевый аккумулятор 18650. LiitoKala, 3400мАч

Литиевый аккумулятор 18650. LiitoKala 3500мАч

Есть на Алиэкспресс и высокотоковые, однако, их тестировали и они всё равно перегреваются, отдав примерно треть ёмкости. Использовать можно, цена хорошая, в пределах 400 руб, однако для непостоянной высокотоковой нагрузки, это надо учитывать. Такой вариант тоже может кому-то подойти и сберечь средства:

Высокотоковый литиевый аккумулятор 18650, 20-35А, 3000мАч. LiitoKala

Высокотоковый li-ion аккумулятор 18650, 20-35А, 3000мАч. VariCore

Итак, что в итоге?
Если устройство маломощное, тогда проблем нет, можно купить обычный не высокотоковый. Все указанные 3000-3500 миллиампер вы спокойно получите. Как только эта энерго-ячейка начнёт применятья в шуруповёрте, электровелосипеде, вейпе – начинается жуткий перегрев, возможность детонации и возгорания. Ладно если не так, однако такой аккумулятор сильно деградирует в ёмкости. Поэтому выгоды от такой покупки не будет, один расход и разочарование. И всё равно придётся потом купить высокотоковые аккумуляторы.

Лучшие показатели по этим параметрам, будут говорить об эффективности

Чем измерить внутреннее сопротивление 18650?

Как показывает опыт тех кто пробовал разные устройства, правильные значения даёт только более профессиональное оборудование, которое под рукой вряд ли окажется. Можно понять относительное равенство сопротивлений, измерив их на одном приборе.

Источник

Как замерить внутреннее сопротивление аккумулятора

Внутреннее сопротивление это одна из важнейших характеристик аккумулятора. Чем меньше этот показатель, тем больший ток аккумулятор способен отдавать в нагрузку.

Если взять два аккумулятора одинаковой ёмкости с разным внутренним сопротивлением и разрядить их на нагрузку одинаковой мощности, энергии на нагрузке выделится не одинаковое количество. Часть энергии выделится на аккумуляторе в виде тепла. Аккумулятор с бОльшим внутренним сопротивлением будет греться больше и отдаст меньше энергии. При сборке аккумуляторной батареи также важно подобрать элементы по внутреннему сопротивлению, как и по ёмкости, чтобы добиться максимально эффективной работы.

Как внутреннее сопротивление влияет на производительность аккумулятора.

Схема из аккумулятора и резистора, как на рисунке выше поможет объяснить то, для чего мы здесь собрались.

Напряжение аккумулятора U=3,7 В, ёмкость 3 А/ч (для упрощения расчетов аккумулятор будет выдавать на всём протяжении разряда одинаковое напряжение), сопротивление резистора Rнагр=1 Ом. Условно представим что они соединены идеальными проводами с нулевым сопротивлением. Сопротивление амперметра также нулевое. Сопротивление вольтметра бесконечно велико. То есть амперметр, вольтметр и провода никаких влияний на нашу цепь не оказывают. Ток течет только через аккумулятор и нагрузку.

По закону Ома сила тока в цепи должна быть I=U/Rнагр, то есть 3,7/1=3,7А, но амперметр покажет меньший ток, к примеру 3 ампера. Это произошло из-за того, что в цепи есть ещё одно сопротивление – сопротивление аккумулятора. Идеальных источников тока, как и идеальных проводов, амперметров и других вещей в реальности не бывает.

Мы можем найти это сопротивление используя тот же закон Ома:

Rвн=U/I-Rнагр=3,7/3-1=0,23 Ом

А теперь посчитаем сколько мощности выделится на аккумуляторе в виде тепла за 1 час (за такое время он отдаст весь заряд):

P=I 2 *Rвн=3*3*0,23=2,07 Вт

На резисторе в то же время выделится:

3*3*1=9 Вт, (а могло бы быть, в случае с идеальным аккумулятором – 3,7*3,7*1=13,69 Вт)

Общий выход мощности на аккумуляторе и нагрузке составит Pобщ=2,07+9=11,07 Вт

Учитывая то, что в ячейке 18650 может быть запасено около 9 – 12,5 Вт энергии, из которых 2 Вт уйдут в нагрев, перспектива использования оказывается непривлекательной. Аккумулятор будет перегреваться. В реальных условиях аккумулятор с таким большим внутренним сопротивлением уже пора отправить на покой, либо разряжать низким током. Например при разряде током 1А картина будет немного лучше:

P=I 2 *Rвн=1*1*0,23=0,23 Вт, за время полного разряда (3А/ч израсходуется за 3 часа) 0,23*3=0,69 Вт

Такой ток будет в цепи с нагрузкой сопротивлением Rнагр=3,47 Ом и на нагрузке мощности выделится уже больше:

P=I 2 *Rнагр=1*1*3,47=3,47 Вт, за 3 часа – 3,47*3=10,41 Вт (вместо 9 как прошлый раз)

В сумме получим такую же общую мощность Pобщ=0,69+10,41=11,1 Вт (погрешность в 0,03 Вт получилась из-за округления при расчетах)

Именно поэтому необходимо учитывать внутреннее сопротивление аккумулятора и чем мощней нагрузка, тем оно должно быть ниже для эффективной и безопасной работы.

Более реалистичные сопротивления у современных среднетоковых литий ионных аккумуляторов, например формата 18650 составляет порядка 40 мОм (милли Ом), у высокотоковых – менее 30 мОм.

Измерение внутреннего сопротивления.

Существует несколько методик измерения внутреннего сопротивления. Две из них прописаны в ГОСТ Р МЭК 61960-2007. Перед замером любым из приведенных ниже методов аккумулятор должен быть полностью заряжен. Испытания проводятся при температуре 20±5ºC.

Измерение внутреннего сопротивления методом переменного тока (а.с.)

С помощью этого метода измеряется импеданс, который на частоте 1000 Гц приблизительно равен сопротивлению.

Электрический импеданс (комплексное электрическое сопротивление) (англ. impedance от лат. impedio «препятствовать») — комплексное сопротивление между двумя узлами цепи или двухполюсника для гармонического сигнала.

Описание методики из ГОСТ

Irms (rms – Root Mean Square – среднеквадратичное значение).

Переменный ток должен иметь такое значение, чтобы пиковое напряжение не превышало 20 мВ.

Этот метод сложно воплотить в домашних условиях без специального оборудования. Популярный прибор YR1035 отлично справляется с измерениями с точностью 0,01 мОм. Зарядные устройства SKYRC MC3000 ,Opus BT-C3100V2.2, Liitokala Lii-500 также измеряют методом АС, но весьма с посредственной точностью.

Измерение внутреннего сопротивления методом постоянного тока (d.c.)

Этот метод возможно выполнить в домашних условиях с помощью обычных вольтметра и амперметра и пары подходящих нагрузочных сопротивлений. В качестве сопротивлений вполне можно использовать несколько автомобильных ламп накаливания или импровизированный резистор из нихромовой проволоки.

Описание метода из ГОСТ

Внутреннее сопротивление Rd.c., Ом рассчитываем по формуле Rd.c. = (U1-U2)/(I2-I1)

Сопротивление R1 и R2 подбирается таким образом, чтобы протекали токи I1 и I2 нужной величины. Ориентироваться нужно на номинальный разрядный ток аккумулятора.

От чего зависит внутреннее сопротивление аккумуляторов.

Производство.

Изначально, на этапе производства аккумуляторов этот параметр конечно заложен в “рецепт”. Ячейка может быть либо мощной и отдавать большой ток (низкое внутреннее сопротивление), либо более энергоёмкой. При условии одинаковых прочих составляющих (компонентов электродов, химии электролита итд.) в более ёмких ячейках необходима бОльшая площадь обкладок. И для того, чтобы эта конструкция уместилась в предоставленный объём, необходимо эти обкладки сделать тоньше. И наоборот. Тонкие обкладки естественно имеют большее сопротивление.

Также влияют и расстояние между электродами, толщина и вещество их обмазки, толщина сепаратора, химия электролита и множество других факторов. Из-за производственного брака ячейки, сделанные по одному “рецепту” могут отличаться как по внутреннему сопротивлению, так и по ёмкости, сроку жизни итд. Из-за длительного и неправильного хранения по пути к потребителю качество также страдает.

Эксплуатация.

Rвн изменяется в зависимости от степени заряженности аккумулятора. При низком и высоком уровне заряда растёт, в среднем – минимально.

Температура электролита (чем холоднее тем выше сопротивление). При отрицательных температурах большинство литий-ионных и литий-полимерных ячеек на столько увеличивают внутреннее сопротивление, что использовать их становится невозможно. Литий-железо-фосфатные и литий-титанатные при таких условиях ведут себя гораздо лучше.

Также в процессе эксплуатации, по мере износа элемента Rвн будет увеличиваться.

Источник

10 полезных приборов и инструментов для тестирования аккумуляторов на Aliexpress

10 полезных приборов и инструментов для тестирования аккумуляторов на Aliexpress. В топике представлены интересные и полезные инструменты для полного тестирования литиевых аккумуляторов и не только. Они позволяют измерять емкость на разряд токами до 30А, замерять внутреннее сопротивление и прочее. Отличаются вполне демократичными ценами.

Измеритель внутреннего сопротивления YR1035+

Замечательный недорогой прибор для измерения внутреннего сопротивления аккумуляторов. Если вы занимаетесь сборками батарей, то он должен быть у вас в арсенале, ибо с помощью него можно отобрать банки с одинаковыми параметрами. Также он дает представление о «старении» банок и их подлинности.

По второй ссылке предыдущая модель еще дешевле.

Измеритель внутреннего сопротивления RC3563

Еще один полезный прибор для измерения внутреннего сопротивления аккумуляторов. Диапазон рабочего напряжения до 100V. Является аналогом LQ1060 для международного рынка. Используется четырехпроводное подключение для компенсации сопротивления щупов. Также можно измерять сопротивление электролитических конденсаторов и отсортировывать старые или подделки.

Зарядное устройство Liitokala Lii-500

Одно из лучших универсальных зарядных устройств для дома. Имеет четыре независимых слота, различные режимы, поддерживает практически все типы аккумуляторов. Из наиболее интересных режимов присутствуют тест емкости и замер внутреннего сопротивления. Последний не так точен, но общее представление дать может.

По второй ссылке новая версия Lii-500S

Электронная нагрузка-измеритель ZKE EBC-A20H

Оригинальная нагрузка-анализатор от известной компании. Помимо разряда с построением графиков, умеет корректно заряжать аккумуляторы и измерять внутреннее сопротивление. Ток разряда до 20А, а это значит, что можно делать тесты любых высокотоковых аккумуляторов 18650.

По второй ссылке альтернатива

Электронная нагрузка-измеритель Atorch DL24/P

По сравнению с предыдущим вариантом – очень бюджетный измеритель емкости. Может работать и как обычная нагрузка, но бонусом подсчет энергии. Заявленная мощность 180W и максимальный ток разряда 20А, но параметры немного завышены. Есть функция передачи показаний и графиков на смартфон. Очень интересная «игрушка».

По второй ссылке альтернатива, чуть больше заточенная под замер емкости

Зарядно-балансировочное устройство iCharger X8

Мощное и функциональное зарядно-балансировочное устройство от одного из лидеров рынка. Сам пользуюсь зарядным от этой же фирмы, только возможности у моего поскромнее. Сабж умеет корректно работать со всеми типами аккумуляторов, суммарная мощность 1100W, а максимальный ток разряда 30А. Отлично подойдет для тестов высокотоковых банок 21700.

На этом пока все. Если тема будет интересной, выложу вторую часть, с другими приборами: и более бюджетными, и более дорогими.

Источник

Возможно, это будет интересно любителям измерять внутреннее сопротивление аккумуляторов и батареек. Материал местами не относится к развлекательному чтиву. Но я старался изложить максимально просто. Не стреляйте в пианиста. Обзор получился огромным (и даже в двух частях), за что приношу глубочайшие извинения.
В начале обзора приведен краткий список литературы. Первоисточники выложены в облако, искать не надо.

0. Введение

Приборчик купил из любопытства. Просто на всяко-разных общалках в рунете по вопросам измерения внутреннего сопротивления гальванических элементов где-то на 20-30 странице появлялись сообщения о чудесном китайском девайсе YR1030, который это самое внутреннее сопротивление меряет и уверенно и совершенно правильно. На этом споры утихали, тема впадала в коллапс и плавно уходила в архив. Поэтому ссылки на лоты с YR1030 у меня валялись в хотелках года полтора. Но жаба душила, всегда находилась причина бУхнуть «накопленное непосильным трудом» во что-либо более интересное или полезное.
Когда увидел первый и единственный лот YR1035 на Али — сразу понял: час пробил, надо брать. Или сейчас, или никогда. А с запутанным вопросом о внутреннем сопротивлении разберусь, пока прибор дойдет до моего почтового отделения. Покупку оплатил, начал разбираться. Лучше бы я этого не делал. Как говорится: меньше знаешь — крепче спишь. Результаты разбирательств кратко изложены в Части II настоящего обзора. Загляните на досуге.

Я купил YR1035 в максимальной комплектации. На страничке товара она выглядит так:

И еще ни разу не пожалел о содеянном (в смысле полноты комплектации). На самом деле все 3 способа подключения YR1035 к батарейке/АКБ/чему угодно нужны (или могут пригодится) и очень здорово взаимодополняют друг друга.
Передняя панелька на фото выглядит покоцанной, но это не так. Просто продавец сначала снял защитную пленку. Потом подумал, прилепил назад и сфоткал.
Все это дело обошлось мне в 4083 руб ($65 по нынешнему курсу). Сейчас продавец чуток поднял цену, ибо продажи худо-бедно, но пошли. Да и отзывы на страничке товара сплошняком более чем положительные.
Комплект был упакован очень хорошо, в какой-то ядреной коробке (пишу по памяти, все давно выброшено). Внутри все было разложено по отдельным зип-мешочкам из полиэтилена и уложено плотно, нигде не болталось. Дополнительно к щупам в виде спаренных трубочек (pogo pins) шел комплект запасных наконечников (4 шт.). Про эти самые pogo pins тут есть обзор.

СЛОВАРИК аббревиатур и терминов

ХИТ — химический источник тока. Бывают гальванические и топливные. Далее речь идет только о гальванических ХИТ.
Импеданс (Z) – комплексное электрическое сопротивление Z=Z’+iZ’’.
Адмиттанс – комплексная электропроводность, величина обратная импедансу. A=1/Z
ЭДС – «чисто химическая» разность потенциалов между электродами в гальваническом элементе, определяемая как разность электрохимических потенциалов анода и катода.
НРЦ — напряжение разорванной цепи, для одиночных элементов обычно примерно равно ЭДС.
Анод (химическое определение) – электрод, на котором происходит окисление.
Катод (химическое определение) – электрод, на котором происходит восстановление.
Электролит (химическое определение) – вещество, которое в растворе или расплаве (т.е. в жидкой среде) распадается на ионы (частично или полностью).
Электролит (техническое, НЕ химическое определение) – жидкая, твердая или гелеобразная среда, проводящая электрический ток за счет движения ионов. Ежели по-простому: электролит (техн.) = электролит (хим.) + растворитель.
ДЭС — двойной электрический слой. Всегда есть на границе раздела электрод/электролит.

А. По измерениям внутр. сопротивления и попыткам вытянуть из этого хоть какую-либо полезную информацию
01. [очень рекомендую ознакомиться с гл.1, там все очень просто]
Чупин Д.П. Параметрический метод контроля эксплуатационных характеристик аккумуляторных батарей. Дисс… уч. ст. к. т. н. Омск, 2014.
Читать – только гл.1 (Литобзор). Далее – очередное изобретение велосипеда…
02. Таганова А. А., Пак И.А. Герметичные химические источники тока для портативной аппаратуры: Справочник. СПб: Химиздат, 2003. 208 с.
Читать – гл.8 «Диагностика состояния химических источников тока»
03. [это лучше не читать, больше ошибок и опечаток, а нового ничего]
Таганова А. А., Бубнов Ю. И., Орлов С. Б. Герметичные химические источники тока: элементы и аккумуляторы, оборудование для испытаний и эксплуатации. СПб: Химиздат, 2005. 264 с.
04. Химические источники тока: Справочник / Под ред. Н. В. Коровина и А. М. Скундина. М.: Изд-во МЭИ. 2003. 740 с.
Читать – разд.1.8 «Методы физико-химических исследований ХИТ»

Б. По импедансной спектроскопии
05. [классика, три книжки ниже – это упрощенный и укороченный книги Стойнова, методички для студентов]
Стойнов, 3.Б. Электрохимический импеданс / 3.Б. Стойнов, Б.М. Графов, Б.С. Савова-Стойнова, В. В. Елкин // М.: «Наука», 1991. 336 с.
06. [это самый краткий вариант]
07. [это вариант подлиннее]
Жуковский В.М., Бушкова О.В. Импедансная спектроскопия твердых электролитических материалов. Метод. пособие. Екатеринбург, 2000. 35 с.
08. [это еще более полный вариант: расширенный, углубленный и разжеванный]
Буянова Е.С., Емельянова Ю.В. Импедансная спектроскопия электролитических материалов. Метод. пособие. Екатеринбург, 2008. 70 с.
09. [можно пролистнуть как Мурзилку – много красивых картинок; в тексте я находил очепятки и явные ляпы… Внимание: весит

100 Мб]
Springer Handbook of Electrochemical Energy
Наиболее интересный раздел: Pt.15. Lithium-Ion Batteries and Materials

В. Инф. листки от BioLogic (имп. спектроскопия)
10. EC-Lab — Application Note #8-Impedance, admittance, Nyquist, Bode, Black
11. EC-Lab — Application Note #21-Measurements of the double layer capacitance
12. EC-Lab — Application Note #23-EIS measurements on Li-ion batteries
13. EC-Lab — Application Note #38-A relation between AC and DC measurements
14. EC-Lab — Application Note #50-The simplicity of complex number and impedance diagrams
15. EC-Lab — Application Note #59-stack-LiFePO4(120 шт)
16. EC-Lab — Application Note #61-How to interpret lower frequencies impedance in batteries
17. EC-Lab — Application Note #62-How to measure the internal resistance of a battery using EIS
18. EC-Lab — White Paper #1-Studying batteries with Electrochemical Impedance Spectroscopy

Г. Сравнение методов измерения внутр. сопротивления
19. H-G. Schweiger et al. Comparison of Several Methods for Determining the Internal Resistance of Lithium Ion Cells // Sensors, 2010. №10, р.5604-5625.

Д. Обзоры (оба на английском) по SEI — защитных слоях на аноде и катоде в Li-Ion акк.
20. [краткий обзор]
21. [полный обзор]

Е. ГОСТы – куда же без них… В облаке не все, только те, что оказались под рукой.
ГОСТ Р МЭК 60285-2002 Аккумуляторы и батареи щелочные. Аккумуляторы никель-кадмиевые герметичные цилиндрические
ГОСТ Р МЭК 61951-1-2004 Аккумуляторы и аккумуляторные батареи, содержащие щелочной и другие некислотные электролиты. Портативные герметичные аккумуляторы. Часть 1. Никель-кадмий
ГОСТ Р МЭК 61951-2-2007 Аккумуляторы и аккумуляторные батареи, содержащие щелочной и другие некислотные электролиты. Портативные герметичные аккумуляторы. Часть 2. Никель-металл-гидрид
ГОСТ Р МЭК 61436-2004 Аккумуляторы и аккумуляторные батареи, содержащие щелочной и другие некислотные электролиты. Аккумуляторы никель-металлгидридные герметичные
ГОСТ Р МЭК 61960-2007 Аккумуляторы и аккумуляторные батареи, содержащие щелочной и другие некислотные электролиты. Аккумуляторы и аккумуляторные батареи литиевые для портативного применения
ГОСТ Р МЭК 896-1-95 Свинцово-кислотные стационарные батареи. Общие требования и методы испытаний. Часть 1. Открытые типы
ГОСТ Р МЭК 60896-2-99 Свинцово-кислотные стационарные батареи. Общие требования и методы испытаний. Часть 2. Закрытые типы

1. Коротенько для тех, кто пользуется YR1030 или хотя бы знает зачем оно нужно
(если Вы пока не в курсе, то этот пункт пока пробросьте и сразу переходите к п.2. Вернуться никогда не поздно)

Если кратко, то YR1035 – это по сути YR1030 с некоторым улучшайтингом.

Что мне известно о YR1030?
Обзор Vapcell YR1030 от датчанина HKJ
Обзор Vapcell YR1030 от Mooch (перевод Mooch — «Попрошайка» ;))

Лот на Тао
Вот видио, как наш умелец соорудил стенд для замера внутреннего сопротивления 18650, подключаемый к YR1030.
На Али YR1030 торгуют несколько продавцов, 1-2 есть на иБее. Все, что там продается – идет без лейбла «Vapcell». Я побывал на сайте Vapcell, с огромным трудом нашел страничку сабжа.
У меня создалось впечатление, что Vapcell к разработке и производству YR1030 имеет примерно такое же отношение как Муська к балету Большого театра. Единственное, что привнес Vapcell в YR1030 – так это перевел меню с китайского на английский и упаковал в красивую картонку. И задрал цену в 1.5 раза. Всеж-таки «бренд» ;).

YR1035 отличается от YR1030 в следующем.

1. Добавлен 1 разряд в строке вольтметра. Здесь удивляют 2 момента.
а) Поразительно большая точность измерения разности потенциалов. Она одинакова с топовыми DMM на 50 тыс. отсчетов (ниже будет проведено сравнение с Fluke 287). Прибор явно калибровали, что не может не радовать. Так что разряд тот добавлен не зря.

б) Риторический вопрос:
Зачем она нужна, такая бешеная точность, если этот вольтметр использовать по прямому назначению, т.е. для замера НРЦ (напряжения разорванной цепи)?
Весьма слабый аргумент:
С другой стороны, приборчик за 50-60 бакинских может периодически выступать а роли домашнего образцового вольтметра постоянного напряжения. И никаких заморочек с ИОНами и их табличками от китайцев, которые нередко оказываются откровенной дезой.

2. Наконец-то унылый USB, к которому подключаются электроды/щупы в YR1030, заменен на куда как более вменяемый четырехконтактный цилиндрический разъем (название не нашел, думаю в комментах подскажут правильное название).
UPD. Разъем называется XS10-4P. Спасибо Lupus_sat!

Вменяемый как в плане крепежа, так и в плане долговечности/надежности контактов. Конечно, у щупов для самых крутых (стационарных) измерителей на конце каждого из 4-х проводов по BNS-у, но лепить 4 ответные части на небольшую легкую коробочку корпуса YR1035… Это было бы, наверное, слишком.

3. Верхний предел измерения напряжения подняли с 30 вольт до 100. Даже не знаю, как это прокомментировать. Лично я рисковать не буду. Ибо мне оно не нужно.

4. Разъем для зарядки (micro-USB) перенесли с верхнего торца на нижний торец корпуса. Стало удобнее пользоваться прибором в процессе подзарядки встроенного элемента питания.

5. Изменили цвет корпуса на темный, но оставили переднюю панель глянцевой.

6. Вокруг экранчика сделали ярко-синий кантик.

Так что никому неведомое китайское предприятие потрудилось-таки над улучшайтингом YR1030—>YR1035 и сделало как минимум два полезных нововведения. А вот какие именно – каждый пользователь решит сам.

2. Для тех, кто не знает что это и зачем оно нужно

Как известно, на свете есть люди, которые интересуются таким параметром ХИТ, как его внутреннее сопротивление.
«– Наверное, это очень важно для пользователей. Несомненно, что опция измерения внутреннего сопротивления будет способствовать росту продаж наших замечательных зарядок-тестилок» — подумали китайцы. И влепили это дело во всяко-разные Опусы, Лиитокалы, айМаксы и прочая, прочая… Китайские маркетологи не ошиблись. Подобная фича не может не вызывать ничего, кроме тихой радости. Только вот реализовано это через одно место. Ну, дальше вы сами увидите.

Попробуем применить эту «опцию» на практике. Берем [к примеру] Lii-500 и какой-нибудь аккумулятор. Первой мне попалась под руку «шоколадка» (LG Lithium Ion INR18650HG2 3000mAh). По даташиту внутреннее сопротивление «шоколадки» должно быть не более 20 мОм. Я сделал 140 последовательных замеров R по всем 4 слотам: 1-2-3-4-1-2-3-4-… и т.д., по кругу. Получилась вот такая табличка:

Зеленым обозначены значения R = 20 мОм и меньше, т.е. «то, что доктор прописал». Всего их 26 или 18.6%.
Красным — R = 30 мОм и больше. Всего их 13 или 9.3%. Предположительно, что это так называемые промахи (или «вылеты») – когда полученное значение резко отличается от «среднего по больнице» (думаю, многие догадались почему половина вылетов в первых двух строках таблицы). Возможно, их следует отбросить. Но, что бы сделать это обоснованно, нужно иметь репрезентативную выборку. Если по-простому: сделать однотипные независимые измерения много-много раз. И задокументировать. Что, собственно я и сделал.
Ну, и подавляющее число замеров (101 или 72.1%) уложилось в диапазон 20 20 Ом).
Вот место из даташита LG INR18650HG2, где упомянуты эти самые 20 мОм:

Обратите внимание на выделенное красным. LG гарантирует внутреннее сопротивление элемента не более 20 мОм, если оно измерено на частоте 1 кГц.
Описание того, как это должно делаться – посмотрите под спойлером выше: пункты «Измерение внутреннего сопротивления методом a.c.».
Почему выбрана частота 1 кГц, а не другая? Не знаю, так договорились. Но резоны, наверное были. В следующем разделе этот момент будет рассмотрен очень подробно.
Более того, во всех даташитах ХИТ щелочного типа (Li, Ni-MeH, Ni-Cd), которые мне приходилось листать, если и было упомянуто внутреннее сопротивление, то оно относилось к частоте 1 кГц. Правда, бывают исключения: иногда есть и про измерения на 1 кГц, и на постоянном токе. Примеры под спойлером.

15 мОм. Так что все нормально.

А на какой частоте все это происходит в рассматриваемых «продвинутых» зарядках-тестилках? На частоте, равной нулю. Это упомянутое в ГОСТах «Измерение внутреннего сопротивления методом d.c.».
Причем, в зарядках-тестилках сие реализовано не так, как описано в стандартах. И не так, как это реализовано в диагностическом оборудовании у разных фирм-изготовителей (CADEX и им подобные). И не так, как это рассмотрено в научных и околонаучных исследованиях по этому поводу.
А «по понятиям», известным только производителям тех самых тестилок. Читатель может возразить: да какая разница как мерить? В результате получится одно и то же… Ну, там, погрешностью, плюс-минус… Оказывается разница есть. И заметная. Об этом будет коротенько в разделе 5.

Главное, что нужно осознать и с чем смириться:
а) R(d.c.) и R(a.c.) – это разные параметры
б) всегда выполняется неравенство R(d.c.)>R(a.c.)

4. Почему внутреннее сопротивление ХИТ на постоянном токе R(d.c.) и переменном токе R(a.c.) разные?

4.1. Вариант №1. Самое простое объяснение

Это даже не объяснение, а как бы констатация факта (взято у Тагановой).
1) То, что измеряется на постоянном токе R(d.c.) – это сумма двух сопротивлений: омического и поляризационного R(d.c.) = R(о) + R(pol).
2) А когда на переменном, да еще на «правильной» частоте 1 кГц, R(pol) исчезает и остается только R(о). То есть, R(1 кГц) = R(о).
По крайней мере, на это хочется надеяться экспертам МЭК, Алевтине Тагановой, а также многим (почти всем), кто измеряет R(d.c.) и R(1 кГц). И путем нехитрых арифметических действий получает R(о) и R(pol) по отдельности.
Если такое объяснение Вас устраивает, то часть II (оформлена как отдельный обзор) можете не читать.

Внезапно!
…
По причине ограничения объемов обзоров на Муське разделы 4 и 5 были вынесены в отдельный «обзор». Ну, типа, «Приложение».
.

6. YR1035 как вольтметр

Эта дополнительная опция присутствует во всех приличных устройствах такого рода (battery analyzer, battery tester).
Было проведено сравнение с Fluke 287. Приборы имеют примерно одинаковое разрешение по напряжению. У YR1035 даже немного больше — 100 тыс отсчетов, а у Флюка — 50 тыс.

В качестве источника постоянной разности потенциалов выступал ЛБП Corad-3005.

Полученные результаты – в табличке.

Совпадение до пятой значащей циферки. Забавно. На самом деле, такое единодушие у двух приборов, калиброванных на противоположных концах света, встретишь не часто.
Решил слепить коллаж на память:)

7. YR1035 как омметр

7.1 Тестирование на «больших» сопротивлениях

Из того, что нашлось, был слеплен импровизированный «магазин сопротивлений»:

К которому поочередно подключались YR1035 и Флюк:

Родные монструозные щупы Флюка был вынужден заменить на более подходящие ситуации, ибо с «родными» даже «дельту» выставить весьма проблематично (ввиду ихней обрезиненно-защищенности по 80 уровню 600В+IV класс — жуть, короче):

Получилась вот такая табличка, расширенная и дополненная:

Ну, что я могу сказать.
1) Пока следует обратить внимание на результаты, полученные Mooch
2) По поводу того, что было получено датчанином на малых сопротивлениях: судя по всему, с установкой нуля на YR1030 у него получилось не очень – причины будут объясненены ниже.
Кстати, из нордически скупого обзора датчанина непонятно:
— измерения сопротивления каких объектов он проводил?
— как он это делал, имея на руках стандартную коробку от Vapcell с приборчиком, писулькой на ломанном английском и «4 terminal probes» = две пары Pogo pins? Фото из его обзора:

7.2 Проверка на проводнике с сопротивлением

Как же обойтись без классики жанра: определения сопротивления одиночного проводника по закону Ома? Да никак. Это — святое.

В качестве подопытной выступила медная жила в синей изоляции диаметром 1.65 мм (AWG14=1,628 мм) и длиной 635 мм. В целях удобства подключения она была загнута в нечто меандроподобное (см. фото ниже).
Перед измерением на YR1035 был выставлен ноль была сделана компенсация R (длинное нажатие на кнопку «ZEROR»):

Закорачивание в случае щупов Кельвина более надежно делать так, как показано на фото, а не «друг не дружку». Ну, это в случае, что они такие же простецкие как в данном комплекте, а не золоченые.
Не удивляйтесь, что в результате не получилось выставить 0.00 мОм. На YR1035 0.00 мОм — это бывает крайне редко. Обычно получается от 0.02 до 0.05 мОм. И то, после нескольких попыток. Причина непонятна.

Далее цепь была собрана, измерения сделаны.

Интересно, что в качестве точного вольтметра (замер падения напряжения ΔU на жиле) выступал сам YR1035 (см. предыдущий пункт: YR1035 как вольтметр — тот же Флюк, но с разрешением побольше). Источником служил ЛБП Corad-3005 в режиме стабилизации напряжения (1 В).
По закону Ома
R(эксп) = ΔU(YR1035)/I(Fluke) = 0.01708(В)/3.1115(А) = 0.005489 Ом = 5.49 мОм
При этом YR1035 показал
R(YR1035) = 5.44 мОм
Так как на «ZEROR» было 0.02 мОм, то
R(YR1035) = 5.44 — 0.02 = 5.42 мОм
Разность
R(эксп) – R(YR1035) = 5.49 — 5.42 = 0.07 мОм
Это отличный результат. Сотые мОм на практике врядле кому интересны. А верно показанных десятых – уже хватит выше крыши.

Полученный результат неплохо согласуется со справочными данными отсюда.

По их мнению 1 м жилы AWG14 из «правильной» электротехнической меди должен иметь сопротивление 8.282 мОм, а значит данный образец должен был дать R(эксп)

8.282×0,635 = 5.25 мОм. А если ввести поправку на реальный диаметр 1.65 мм, то получается 5.40 мОм. Забавно, но полученные на YR1035 5.42 мОм ближе к «теоретическим» 5.40 мОм, чем то, что получено по «классике». Может, цепь «по классике» чуток кривовата? В следующем пункте это предположение будет проверено.
Кстати, в табличке указано, что на жиле такого диаметра не нужно боятся происков скин-эффекта до частоты 6.7 кГц.
Для тех, у кого не было курса общей физики в вузе:
1) про скин-эффект на Вики
2) скин-эффект наглядно на видео

7.3 Проверка адекватности цепи проверки

Да, и такое бывает. «Проверка проверки» — звучит смешно (типа «справка, о том что выдана справка»). Но куда деваться…

В предыдущем пункте было сделано неявное предположение, что цепь, собранная по з-ну Ома, дает несколько более верную оценку величины сопротивления жилы и разность 0.07 мОм есть следствие большей погрешности YR1035. А вот сравнение с «теоретической» табличкой говорит об обратном. Так какой же способ замера малых R более корректен? Это можно проверить.
У меня есть пара высокоточных шунтов FHR4-4618 DEWITRON 10 mOhm (даташит)

На относительно небольших токах (единицы ампер) эти резисторы имеют относительную погрешность не превышающую 0.1%.
Схема подключения такая же как в случае медной жилы.
Подключение шунтов четырехпроводное (ибо это единственно правильно):

Замеры 1 и 2 экземпляров FHR4-4618:


Расчет сопротивлений по закону Ома R(1, 2) = ΔU(YR1035)/I(Fluke).
образец №1 R(1) = 31.15(мВ)/3.1131(А) = 10.006103… = 10.01 мОм (округление до 4-ой значащей цифры)
образец №2 R(2) = 31.72(мВ)/3.1700(А) = 10.006309… = 10.01 мОм (округление до 4-ой значащей цифры)
Все очень хорошо сходится. Жалко, что ΔU не могло быть измерено с 5 значащими цифрами. Тогда бы можно было с полным правом констатировать, что шунты практически идентичны:
R(1) = 10.006 мОм
R(2) = 10.006 мОм

А что же кажет YR1035 на тех шунтах?
А он показывает в основном*** такое (что на одном, что на другом):

Так как в режиме компенсации опять было получено 0.02 мОм, это R = 10.00 мОм.
Де-факто, это удивительное совпадение с замерами шунтов «по Ому».
Что не может не радовать.
***Примечание. После компенсации (0.02 мОм) было сделано по 20 независимых замеров на каждом из шунтов. Затем YR1035 был выключен, включен, сделана компенсация (опять получилось 0.02 мОм). И опять было сделано по 20 независимых замеров. На первом шунте почти всегда получается 10.02 мОм, иногда — 10.03 мОм. На втором — почти всегда 10.02 мОм, иногда — 10.01 мОм.
Независимые замеры: подключил крокодилы — измерение — снял крокодилы — пауза 3 секунды — подключил крокодилы — измерение — снял крокодилы — … и т.д.

7.4 По поводу компенсации R

По поводу зажимов Кельвина — см. пункт 7.2.
С другими способами подключения компенсация более заморочна. А в случае холдера, менее предсказуема в смысле получения желаемого результата.

А. Самый тяжелый случай – это компенсация R кроватки-холдера. Проблема в совмещении центральных игольчатых электродов. Компенсация выполняется (как правило) в несколько этапов. Главное попасть-таки в диапазон меньше 1.00 мОм Но и при R 2 формы кривых.

В мурзилках для начинающих радиолюбителей можно найти простейшие объяснения как такое могло получится.
Слегка искаженный меандр:

Сигнал 2-ой формы может быть получен наложением на синусоиду 1 кГц синусоиды 5 кГц с амплитудой в 10 раз меньшей:

В режимах измерения сопротивления до 2 Ом размах колебаний 5.44 В.
Ежели больше 2 Ом или «Авто» – 3.68 В.
[А должно быть на 3 (три) порядка меньше!]

Снял видео: как осциллограммы изменяются при переходе из одного режима в другой (по кругу). На видео картинка меняется на экране осциллографа с замедлением в 32 раза относительно режима «прям тут же на экран», т.к. выставлено усреднение после захвата и получения 32 кадров (осциллограмм). Сначала ставится карточка верхнего предела режима, потом слышен щелчек — это я YR1035 переключил на этот режим.