Kondensatormessung mit East Tester ET4402
Werkbank-Anleitung zur Kondensatormessung mit dem East Tester ET4402: 4-Leiter-Nullabgleich, Geräteeinstellungen, ESR, Verlustfaktor D und Orientierungswerte für Elkos und Folienkondensatoren.
KB-ID EL000004 · Version 1.7 · Stand 11.08.2026
Inhaltsverzeichnis
Jeder Kondensator muss vor dem Anschluss an die Kelvin-Clips vollständig entladen werden (Kurzschluss über Entladewiderstand). Restspannungen zerstören die empfindliche Eingangsstufe der Messbrücke sofort!
1. Vorbereitung und 4-Leiter-Kompensation
Vor einer Messreihe müssen die parasitäre Kapazität und der Eigenwiderstand der Kelvin-Messleitung kompensiert werden. Schliessen Sie die vier Anschlüsse korrekt an Hcur, Hpot, Lpot und Lcur an. Der ET4402 besitzt dafür keine getrennte Auswahl von OPEN und SHORT in einem Korrekturmenü. Die Kalibrierungsart wird anhand des Zustands der Messklemmen automatisch erkannt.
- Open-Kompensation: Kelvin-Klemmen vollständig öffnen und frei in der Luft halten. Die Klemmen dürfen weder einander noch den Prüfling oder metallische Gegenstände berühren. Hände und grössere Störquellen sollen mindestens etwa 10 cm entfernt sein. Auf der normalen LCR-Messseite die Taste CAL länger gedrückt halten, bis die Kalibrierungsanzeige erscheint. Der Zähler läuft bis null; danach kehrt das Gerät automatisch zur Messseite zurück.
- Short-Kompensation: Rote und schwarze Kelvin-Klemme möglichst kurz, sauber und niederohmig miteinander verbinden. Beide Kelvin-Kontaktpaare müssen wirksam verbunden sein. Auf der normalen LCR-Messseite CAL erneut länger gedrückt halten. Das Gerät erkennt den Kurzschluss und führt die Short-Kompensation aus.
Für präzise Messungen werden Open- und Short-Kompensation nacheinander ausgeführt. Die Kompensation ist nach einem Wechsel von Messleitung, Adapter, Kontaktierung oder wesentlich veränderter Messfrequenz beziehungsweise Messbedingung zu wiederholen.
Die Taste nicht nur kurz antippen, sondern länger gedrückt halten. Die Kalibrierung von der normalen LCR-Messseite starten. Erkennt das Gerät weder einen eindeutigen offenen Zustand noch einen ausreichend niederohmigen Kurzschluss, wird keine gültige Kompensation ausgeführt.
2. Messparameter des ET4402: Bedeutung und Empfehlungen
Der ET4402 erlaubt neben Messgrösse und Frequenz auch die Einstellung von Prüfsignalspannung, interner Gleichvorspannung, Ausgangsimpedanz, Messbereich und Messgeschwindigkeit. Für reproduzierbare Vergleichsmessungen müssen diese Bedingungen zusammen mit dem Resultat dokumentiert werden.
2.1 Haupt- und Nebenparameter
- Primary: Für Kondensatoren C wählen.
- Secondary: D für den Verlustfaktor oder ESR für den äquivalenten Serienwiderstand wählen. Für eine vollständige Diagnose beide Grössen nacheinander erfassen.
- Equivalent: Für Aluminium-Elektrolytkondensatoren in der Werkstatt SER / Cs–Rs verwenden. So lassen sich Kapazität, D und ESR direkt über D = 2 · π · f · C · ESR auf Plausibilität prüfen.
2.2 Frequenz
- 100 Hz: bevorzugte Hauptmessung für Lade-, Sieb- und Entkopplungselkos in klassischen 50-Hz-Trafonetzteilen.
- 1 kHz: verbreitete Vergleichsfrequenz für kleinere Elkos und Kondensatoren im Signalweg.
- 20 kHz: höchste Frequenz des ET4402 und sinnvolle ergänzende Messung für Sekundär-Elkos in Schaltnetzteilen. Nicht direkt mit einer Datenblattangabe bei 100 kHz gleichsetzen.
2.3 LEVEL – Prüfsignalspannung
LEVEL bezeichnet den Effektivwert der überlagerten Wechselprüfspannung. Der ET4402 stellt feste Stufen von 0,1 V, 0,3 V, 0,6 V, 1,0 V, 1,5 V und 2,0 V RMS bereit. Die tatsächliche Spannung am Prüfling hängt zusätzlich von dessen Impedanz und von ROUT ab.
- 1,0 V RMS: empfohlener Ausgangswert für ausgebaute, spannungsfeste Elkos und allgemeine Werkstattmessungen. Er liefert meist stabile Anzeigen und einen guten Störabstand.
- 0,3 V RMS: bevorzugt bei kleinen oder empfindlichen Bauteilen sowie bei Vergleichsmessungen, wenn eine kleinere Wechselbeanspruchung erwünscht ist.
- 0,1 V RMS: sinnvoll für Messungen in Schaltungen, damit Halbleiterübergänge möglichst nicht leitend werden. In-Circuit-Messungen bleiben wegen Parallelpfaden grundsätzlich nur orientierend.
- 1,5 oder 2,0 V RMS: nur verwenden, wenn Prüfling und Vergleichsmethode dies zulassen. Für die normale Elko-Zustandsprüfung entsteht daraus meist kein diagnostischer Vorteil.
ESR, D und die scheinbare Kapazität können vom Messpegel abhängen. Gutteil und Prüfling deshalb mit identischem LEVEL, identischer Frequenz, identischem ROUT und identischem Ersatzschaltbild messen.
2.4 BIAS – interne Gleichvorspannung
BIAS überlagert dem Wechselprüfsignal eine interne Gleichspannung von 0 bis 1500 mV. Diese kleine Vorspannung kann bei gepolten Elektrolytkondensatoren die Messbedingung realitätsnäher machen, erreicht aber keinesfalls deren Nenn- oder Betriebsspannung.
- 0 V: Standard für allgemeine Vergleichs- und Zustandsmessungen sowie für ungepolte Kondensatoren.
- 1,0 bis 1,5 V: optional für ausgebaute, korrekt gepolte Aluminium-Elkos, wenn alle Vergleichsmessungen mit derselben Vorspannung erfolgen.
- Nicht verwechseln: BIAS ist keine Leckstromprüfung und formiert keinen 35-V-Elko unter seiner Betriebsspannung.
2.5 ROUT – Ausgangsimpedanz der Messquelle
ROUT bestimmt die Quellenimpedanz des Prüfsignals. Beim ET4402 stehen 30 Ω und 100 Ω zur Verfügung. ROUT ist keine Eigenschaft des Kondensators, beeinflusst jedoch Prüfsignalstrom und tatsächliche Spannung am Prüfling.
- 100 Ω: empfohlene Grundeinstellung für allgemeine Kondensatormessungen. Die Quelle wird weniger belastet und die Messbedingung entspricht einer üblichen LCR-Meter-Konfiguration.
- 30 Ω: sinnvoll bei sehr niederohmigen, grossen Elkos, wenn mit 100 Ω keine ausreichend stabile Anzeige erzielt wird. Der höhere Prüfsignalstrom kann die Kontaktqualität deutlicher sichtbar machen.
- Wichtig: Messwerte mit unterschiedlichem ROUT nicht unmittelbar vergleichen. Für Serienvergleiche eine Einstellung festlegen und dokumentieren.
2.6 RANGE – Messbereich
- AUTO: empfohlene Grundeinstellung für unbekannte Bauteile und normale Werkstattdiagnose.
- Manuell fixierter Bereich: sinnvoll für Serienmessungen baugleicher Kondensatoren, wenn Bereichswechsel die Anzeige verlangsamen oder die Vergleichbarkeit beeinträchtigen.
- Zeigt das Gerät Überlauf, instabile Werte oder ungewöhnlich lange Einschwingzeiten, zunächst wieder AUTO wählen und Kontaktierung sowie Kompensation prüfen.
2.7 SPEED – Messgeschwindigkeit
- SLOW: bevorzugt für Endmessung, kleine Verluste und sehr niedrige ESR-Werte; beste Anzeigeruhe.
- MED: zweckmässige Grundeinstellung für den Werkstattalltag.
- FAST: für schnelle Sortierung; bei grenzwertigen oder schwankenden Ergebnissen mit MED oder SLOW nachmessen.
2.8 Empfohlene Startprofile
| Anwendung | Frequenz | LEVEL | BIAS | ROUT | RANGE | SPEED | Equivalent |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Trafonetzteil-Elko | 100 Hz | 1,0 V | 0 V; optional 1,0–1,5 V | 100 Ω; bei grossen niederohmigen Elkos versuchsweise 30 Ω | AUTO | MED, Endmessung SLOW | SER / Cs–Rs |
| Schaltnetzteil-Elko | 20 kHz, ergänzend 100 Hz | 0,3–1,0 V | 0 V; optional 1,0–1,5 V | 100 Ω; bei sehr niedriger Impedanz 30 Ω | AUTO | SLOW | SER / Cs–Rs |
| Elko im Signalweg | 1 kHz | 0,3 V | 0 V; bei gepoltem Elko optional 1,0 V | 100 Ω | AUTO | SLOW | SER / Cs–Rs |
| Orientierende In-Circuit-Messung | 100 Hz bis 1 kHz | 0,1 V | 0 V | 100 Ω | AUTO | SLOW | SER / Cs–Rs |
Die Startprofile sind Werkstattempfehlungen und keine Herstellervorgaben für jeden Kondensatortyp. Bei bekannten Bauteilen haben die im Datenblatt festgelegten Prüfbedingungen Vorrang.
3. Mathematische Grundlage und Plausibilitätsprüfung
Der ET4402 bestimmt aus Betrag und Phasenlage der komplexen Impedanz die Kapazität und die Verlustgrössen. Für einen Elektrolytkondensator wird in der Werkstatt in der Regel das Serienersatzschaltbild Cs–Rs verwendet. Dabei entspricht Rs dem angezeigten ESR.
Der kapazitive Blindwiderstand ergibt sich zu:
Damit kann jeder Messwertsatz unmittelbar auf innere Konsistenz geprüft werden:
Stimmen angezeigter ESR und der aus C, D und f berechnete ESR innerhalb von Messgenauigkeit und Rundung überein, sind die drei Anzeigen mathematisch plausibel. Diese Prüfung bestätigt jedoch nur die Konsistenz der Messung; sie ersetzt weder das Herstellerdatenblatt noch die Prüfung von Leckstrom, Nennspannungsfestigkeit und zulässigem Ripple-Strom.
ESR, D und Kapazität sind frequenzabhängig. Grenzwerte und Vergleichsmessungen sind deshalb nur bei derselben Messfrequenz, demselben Ersatzschaltbild und möglichst derselben Prüfsignalspannung sinnvoll vergleichbar. Ein bei 100 Hz ermittelter ESR darf nicht direkt mit einer Datenblattangabe bei 100 kHz verglichen werden.
4. Orientierungswerte und Grenzwerte für die Werkbank
Die folgenden Hinweise dienen als Werkstatt-Leitfaden für ausgebaute Aluminium-Elektrolytkondensatoren. Verbindlich bleibt das Datenblatt der konkreten Baureihe. Ohne bekannte Serie sind insbesondere Baugrösse, Nennspannung, Temperaturklasse, Low-ESR-Ausführung und zulässiger Ripple-Strom zu berücksichtigen.
Kategorie A: Diagnose von Elektrolytkondensatoren in Netzteilen
Die aufgeführten Kapazitäten können sowohl in klassischen Trafonetzteilen als auch in Schaltnetzteilen eingesetzt werden. Die Messfrequenz bezeichnet den untersuchten Frequenzbereich und schränkt die mögliche Kapazität nicht ein: 100 Hz ist für die Siebung nach der Vollweg- oder Brückengleichrichtung eines 50-Hz-Trafonetzteils praxisnah; 20 kHz ist beim ET4402 die höchste verfügbare Frequenz und damit die zweckmässige ergänzende Messung für Schaltnetzteil-Elkos.
Diagnoseablauf mit dem ET4402
- Kondensator vollständig entladen und aus der Schaltung nehmen. Parallelpfade verfälschen insbesondere ESR und D.
- Open- und Short-Kompensation durchführen. Für niedrige ESR-Werte sind Kelvin-Kontaktierung und ein sauberer Short-Abgleich zwingend.
- Serienersatzschaltbild Cs–Rs verwenden. Kapazität und D beziehungsweise ESR immer bei derselben Frequenz erfassen.
- Bei Trafonetzteilen zuerst bei 100 Hz messen. Damit wird der für die 100-Hz-Restwelligkeit wesentliche Bereich beurteilt.
- Bei Schaltnetzteilen zusätzlich bei 20 kHz messen. Dieser Wert ist näher am Hochfrequenzbetrieb, darf aber nicht direkt mit einer Datenblattangabe bei 100 kHz gleichgesetzt werden.
- Messwerte auf Plausibilität prüfen. Aus Kapazität, Frequenz und ESR muss sich näherungsweise der angezeigte Verlustfaktor ergeben: D = 2 · π · f · C · ESR.
- Zustand beurteilen. Auffällig sind vor allem ein gegenüber Datenblatt oder baugleichem Gutteil deutlich erhöhter ESR, ein erhöhter D-Wert, instabile Messwerte oder starke Unterschiede zwischen Exemplaren derselben Serie. Leckstrom, Ripple-Stromfestigkeit und Erwärmung werden durch die LCR-Messung nicht geprüft.
| Nennkapazität | Orientierungswerte bei 100 Hz | Orientierungswerte bei 20 kHz | Diagnostischer Hinweis | ||
|---|---|---|---|---|---|
| ESR | D | ESR | D | ||
| 47 µF | ≤ 5,0 Ω | ≤ 0,148 | ≤ 0,050 Ω | ≤ 0,295 | Kleine Elkos können in Hilfsversorgungen, Reglerstufen und lokalen Siebungen beider Netzteilarten vorkommen. |
| 100 µF | ≤ 2,0 Ω | ≤ 0,126 | ≤ 0,025 Ω | ≤ 0,314 | Bei 20 kHz auf stabile Kontaktierung achten; ein vorhandenes Low-ESR-Datenblatt hat Vorrang. |
| 470 µF | ≤ 0,50 Ω | ≤ 0,148 | ≤ 0,010 Ω | ≤ 0,591 | Die Messfrequenz beim Vergleich mit Referenzwerten immer mit angeben. |
| 1000 µF | ≤ 0,16 Ω | ≤ 0,101 | ≤ 0,008 Ω | ≤ 1,005 | Für Schaltnetzteile sind Baureihe, Impedanz und zulässiger Ripple-Strom besonders wichtig. |
| 2200 µF | ≤ 0,070 Ω | ≤ 0,097 | ≤ 0,006 Ω | ≤ 1,659 | Kelvin-Messung, Short-Kompensation und reproduzierbarer Kontakt werden zunehmend wichtig. |
| 4700 µF | ≤ 0,035 Ω | ≤ 0,103 | ≤ 0,004 Ω | ≤ 2,362 | Kann ebenso als Sekundär-Elko eines leistungsstarken Schaltnetzteils eingesetzt werden. |
| 10’000 µF | ≤ 0,020 Ω | ≤ 0,126 | ≤ 0,003 Ω | ≤ 3,770 | Sehr niedrige ESR-Werte liegen nahe am Einfluss von Messleitung, Kontakt und Restinduktivität. |
Die D-Werte wurden für jede Tabellenzeile aus dem zugehörigen ESR-Wert mit D = 2 · π · f · C · ESR berechnet. Dadurch sind ESR und D innerhalb jeder Frequenzspalte mathematisch konsistent. Die Zahlen sind konservative Werkstatt-Orientierungen für eine erste Diagnose mit dem ET4402 und keine universellen Herstellergrenzwerte.
Bei grossen Kapazitäten ist der kapazitive Blindwiderstand bei 20 kHz extrem klein. Deshalb kann bereits ein ESR von wenigen Milliohm rechnerisch zu einem D-Wert grösser als 1 führen. Das ist kein Rechenfehler. Für grosse Schaltnetzteil-Elkos ist bei 20 kHz daher der ESR beziehungsweise die Impedanz meist anschaulicher als D. Werte nahe der Milliohm-Grenze sind zudem stark von Kelvin-Kontaktierung, Short-Kompensation und Restinduktivität abhängig.
Ein ESR-Grenzwert lässt sich nicht nur aus der Kapazität und der Bezeichnung „Trafo-“ oder „Schaltnetzteil“ ableiten. Ein Standardelko, ein Low-ESR-Elko und ein für hohen Ripple-Strom ausgelegter Typ können bei gleicher Kapazität und Nennspannung deutlich unterschiedliche Sollwerte besitzen. Die sichere Diagnose erfolgt deshalb in dieser Rangfolge: Herstellerdatenblatt derselben Serie, baugleiches Gutteil, Vergleich mehrerer identischer Exemplare und erst danach allgemeine Werkstatt-Erfahrungswerte.
Die 20-kHz-Messung ist für die Werkstattdiagnose wertvoll, ersetzt aber keine 100-kHz-Spezifikation und keine Prüfung unter realem Ripple-Strom. Ein Elko kann bei der LCR-Messung unauffällig sein und dennoch durch erhöhten Leckstrom, ungenügende Ripple-Stromfestigkeit oder thermische Alterung im Betrieb versagen.
Kategorie B: Folienkondensatoren (WIMA MKS2 / MKP) – Messung bei 1 kHz
Folienkondensatoren sind deutlich verlustärmer als Aluminium-Elektrolytkondensatoren. Für eine belastbare Beurteilung sind Bauart und Herstellerdatenblatt zu berücksichtigen.
| Typ / Nennwert | ESR bei 1 kHz | Verlustfaktor D bei 1 kHz | Status-Beurteilung |
|---|---|---|---|
| WIMA MKS2 / MKP | Sehr niedrig; bei kleinen Kapazitäten ist ESR allein wegen des hohen Blindwiderstands wenig aussagekräftig. | Mit dem Datenblatt der konkreten Dielektrik- und Baureihe vergleichen. | Auffällige Abweichungen, Instabilität oder Isolationsfehler erfordern Ersatz. |
Quellen und Hinweise
- East Tester ET44 Series – Bedienungsanleitung für ET4401/ET4402/ET4410 (Gerätefunktionen, Messparameter, Elektrolytkondensator-Modus und Messfrequenzen).
- Werkstattpraxis zur Messung von ESR, Verlustfaktor und Kapazität an Kondensatoren.
- Messprinzip der 4-Leiter-/Kelvin-Messung zur Kompensation von Leitungswiderständen und parasitären Leitungseinflüssen.
- Praxiswerte für Elektrolytkondensatoren und Folienkondensatoren im Audio-Signalweg und in Netzteil-/Siebungsanwendungen.
- ET4402-Werkstattempfehlungen für LEVEL, BIAS, ROUT, RANGE und SPEED; Hersteller-Prüfbedingungen des jeweiligen Kondensators haben Vorrang.
Änderungslog
- v1.7 · 11.08.2026: Artikel auf den East Tester ET4402 berichtigt und fachlich erweitert: korrekter Open-/Short-Abgleich durch längeres Drücken von CAL, Erläuterung und empfohlene Grundeinstellungen der Messparameter, ergänzte ESR- und D-Orientierungswerte bei 100 Hz und 20 kHz sowie aktualisierte SEO- und Mehrsprachigkeits-Metadaten.
- v1.0 · 16.07.2026: Bestehender Artikel in den TechWiki-Metadatenstandard übernommen und nach KB-ID umbenannt.