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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Messgeräte an Neonlampen. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Messtechnik In einfachen Messgeräten, die hier beschrieben werden, dienen Neonlampen vom Typ MN-3 mit einer Zündspannung von 50-60 Volt als Anzeiger. Die Neonlampe wird über ein Potentiometer (Spannungsteiler), das die gemessene Spannung auf die Zündspannung der Neonlampe reduziert, an eine Spannungsquelle oder an einen Abschnitt des Stromkreises angeschlossen, an dem Spannung oder Strom gemessen werden müssen. Die Rolle von Potentiometern übernehmen variable Widerstände. Ihr Widerstand zwischen dem mittleren Ausgang und einem der extremen Ausgänge ändert sich direkt proportional zur Änderung des Drehwinkels der Achse. Die Skala jedes Geräts ist eine Pappscheibe mit Unterteilungen entlang des Umfangs und einem Loch in der Mitte, durch das die Achse des Potentiometers verläuft. Auf der Achse des Potentiometers ist ein Knopf mit einem Pfeil angebracht. Voltmeter. Mit dem Voltmeter (siehe Diagramm in Abb. 1) können Sie Gleichspannungen im Bereich von etwa 50 bis 250-500 V messen. Mit Hilfe von Sonden, die an die „Input“-Klemmen angeschlossen sind, wird es mit der Quelle der gemessenen Spannung verbunden. Durch Bewegen des Schiebers des Potentiometers R1 von unten nach oben (gemäß Diagramm) wird die Neonlampe gezündet. Der Wert der gemessenen Spannung wird durch die Skala des Potentiometers bestimmt.
Der Widerstand R2 begrenzt den Strom durch die Neonlampe und verhindert so einen Durchschlag zwischen den Elektroden, wenn eine Hochspannung an sie angelegt wird. Kondensator C trägt zu einem helleren Leuchten der Lampe zum Zeitpunkt der Zündung bei. Um den Messfehler zu reduzieren, wird die Neonlampe vor dem Einbau in das Gerät mit einer konstanten Spannung „trainiert“, die etwas höher als ihre Zündspannung ist. Durch das „Training“, das 50–70 Stunden dauert, verändern sich die Lampenbetriebsspannung und die Zündspannung um 10–15 % und werden stabiler. Während des „Trainings“ und danach muss auf die richtige Polarität der Neonlampe geachtet werden. Die Kathode der Lampe wird normalerweise von der Außenelektrode genommen, die über die größte Oberfläche verfügt. Um die Skala des Geräts zu kalibrieren, wird an seinen Eingang eine konstante Spannung von einem Gleichrichter oder Batterien angelegt, parallel dazu ist über ein zusätzliches Potentiometer R ein Werks-(Referenz-)Voltmeter (Abb. 2) angeschlossen (Abb. 1). Durch Bewegen des Schiebers des Potentiometers R von unten nach oben wird die Spannung an den Eingangsklemmen des Voltmeters schrittweise erhöht und so die Zündung der Neonlampe erreicht. Markieren Sie dann auf der Skala des Potentiometers R50 die Positionen des Pfeils seines Griffs, die den Messwerten des Referenzvoltmeters entsprechen. Wenn man also beispielsweise mit dem Potentiometer R die Spannung von 1 V entsprechend dem Referenzvoltmeter einstellt und mit dem Potentiometer R50 die Zündung der Neonlampe erreicht, wird auf der Skala gegen den Zeiger die Zahl „XNUMX“ gesetzt. Ebenso werden andere gemessene Spannungen auf der Skala eines selbstgebauten Voltmeters markiert.
Sowohl während der Kalibrierung als auch während der Verwendung eines Voltmeters müssen Sie bei einer Erhöhung der an seinem Eingang angelegten Spannung zunächst die Neonlampe ausschalten, indem Sie den Potentiometerknopf auf die Position stellen, die der kleinsten gemessenen Spannung entspricht. Das Schema in Abb. In den gleichen Grenzen können mit dem Gerät nach Fig. 1 auch Wechselspannungen gemessen werden. Die Kalibrierung und Verwendung eines AC-Voltmeters bleibt dieselben wie bei einem DC-Voltmeter. Die Zündung einer Neonlampe an einem Wechselspannungsvoltmeter erfolgt jedoch bei einem Spannungsamplitudenwert, der um ein Vielfaches größer ist als die vom Referenzvoltmeter aufgezeichnete effektive Spannung. Ein Gerät zur Messung niedriger Gleichspannungen kann nach der in Abb. gezeigten Schaltung aufgebaut werden. 3. Das Gerät wird von einem Gleichrichter oder einer Batterie gespeist und liefert eine konstante Spannung von 250-300 V. Der Schieberegler des vom Rheostat eingeschalteten variablen Widerstands R5 wird auf den Nullpunkt seiner Skala gestellt (in Abb. 3 - ganz rechts) und die „Eingangs“-Klemmen sind kurzgeschlossen. Potentiometer R3 bewirken die Zündung einer Neonlampe.
Danach werden die Eingangsklemmen geöffnet und eine kleine messbare Spannung an sie angelegt. Gleichzeitig erlischt die Neonlampe. Die Lampe leuchtet wieder auf, wenn der Widerstand R6 die Spannung an ihr um den Betrag der gemessenen Spannung erhöht, die am „Eingang“ des Geräts anliegt. Die Ablesung der gemessenen Spannungen erfolgt im Moment der Zündung der Neonlampe auf der Skala des Widerstands R5, eingeteilt in Volt. Ein Voltmeter zur Messung von Wechselspannungen von 2 bis 220 V (Abb. 4) ist eine Kombination aus einem Spartransformator Atr mit zwei Schaltern P1 und P2 und dem oben beschriebenen Wechselspannungsvoltmeter. Spartransformator-Stufenkontakte, gekennzeichnet mit den Nummern 2-20; beziehen sich auf Schalter P1 und die Kontakte 0-200 auf Schalter P2.
Die Anzeige des Geräts ist der Moment, in dem die Neonlampe leuchtet, was durch die Schalter P1 und P2 erreicht wird. Der Wert der gemessenen Spannung in Volt wird durch Summieren der Zahlen in der Nähe der Kontakte beider Schalter ermittelt. Befindet sich beispielsweise der Schieber von Schalter P1 auf Pin 6 und der Schieber von Schalter P2 auf Pin 120, beträgt die gemessene Spannung 126 V. Um einen Kurzschluss im Messkreis zu vermeiden, muss das Gerät vor der Messung umgeschaltet werden: P1 in Position 20 und P2 in Position 200. Für den Spartransformator des Geräts können Sie den Kern eines Transformators verwenden, der für eine Leistung von 10-12 W ausgelegt ist (Kernquerschnitt 4-5 cm2). Die Wicklung ist mit PEL-Draht 0,2-0,23 gewickelt. Der Teil der Wicklung, dessen Leitungen mit den Kontakten 2-20 des Schalters P1 verbunden sind, enthält nur 200 Windungen mit Anzapfungen alle 20 Windungen, und der Teil der Wicklung, dessen Anzapfungen mit den Kontakten 0-200 des Schalters P2 verbunden sind - 2000 Windungen mit Anzapfungen alle 200 Windungen. Wechselstrom-Amperemeter (Abb. 5) besteht aus einem Transformator Tr mit einem Übersetzungsverhältnis von 1:40-1:60 (Sie können den Ausgangstransformator eines Röhrenempfängers, z. B. vom Typ Record, verwenden) und einem Wechselspannungsmessgerät.
Wicklung I (Absenken) Der Transformator des Geräts ist in Reihe mit der Last und dem Referenzamperemeter an den Stromkreis angeschlossen (dargestellt in der gestrichelten Linie in Abb. 5), und an Wicklung II (Aufsteigen) ist ein Wechselspannungsvoltmeter angeschlossen. Durch Verschieben des Schiebers des Potentiometers R1 wird die Neonlampe gezündet und der aktuelle Wert des Referenzamperemeters auf der Potentiometerskala notiert. Durch Ändern der Größe der Last im Stromkreis werden Ströme mit anderen Werten auf der Skala angezeigt. Die Messgrenzen mit einem solchen Amperemeter hängen von der Windungszahl und dem Querschnitt des Drahtes der Wicklung I des Transformators ab: Mit abnehmender Windungszahl und zunehmendem Drahtquerschnitt dieser Wicklung erweitern sich die Messgrenzen. Bei Verwendung eines Ausgangsübertragers vom Typ „Record“ kann das Gerät Ströme bis 3-4 A messen. Wechselstrom-Wattmeter. Bei stabiler Netzspannung kann mit dem Wechselstrom-Amperemeter (Abb. 5) die aktuelle Leistung gemessen werden. Um ein solches Gerät zu kalibrieren (sofern kein Referenz-Wattmeter vorhanden ist), wird eine aktive Last an den Stromkreis angeschlossen – eine Glühlampe, ein Elektroherd oder ein Bügeleisen mit einem bekannten Leistungswert in Watt. Schalten Sie dann in Reihe mit der Last ein selbstgebautes Amperemeter ein und erhöhen Sie durch langsames Drehen des Potentiometerknopfs R1 die Spannung an der Neonlampe, bis sie aufleuchtet. Im Moment der Zündung der Neonlampe wird an der entsprechenden Stelle der Potentiometerskala der Wert der von der Last aufgenommenen Leistung notiert. Durch den Anschluss verschiedener Lasten bekannter Leistung erhält man eine in Watt kalibrierte Skala. So können Sie auf einer Pappscheibe des Amperemeter-Potentiometers eine andere Skala haben – die Wechselstrom-Leistungsskala. RC-Meter. Dieses Gerät (Abb. 6) dient zur Messung des Widerstands von Widerständen von 10 Ohm bis 10 MΩ und der Kapazität von Kondensatoren von 10 pF bis 10 Mikrofarad. Es besteht aus einem Tonfrequenzgenerator und einer Messbrücke. Telefone werden als Indikator für das Gerät verwendet. Messfehler 10-15 %.
Der Generator, bestehend aus einer Neonlampe, Wicklung I des Transformators Tr, Kondensator C4 und Widerstand R5, wird von einer externen Gleichstromquelle (Gleichrichter) mit einer Spannung von 80-250 V gespeist. Die von ihm erzeugten elektrischen Schwingungen mit einer Frequenz von etwa 1000 Hz werden in der Wicklung II des Transformators induziert und speisen die Messbrücke, deren einer Arm mit dem gemessenen Widerstand (Klemmen Rx) oder Kondensator (Klemmen Cx) verbunden ist. Die Brücke wird mit einem Potentiometer ausbalanciert und konzentriert sich auf den schwächsten oder völlig verschwindenden Ton in Telefonen. Der Zählertransformator ist klein und das Verhältnis der Windungszahlen in den Wicklungen beträgt 1:1 bis 1:10. Für einen selbstgebauten Transformator können Sie einen Kern mit einer Querschnittsfläche von 3-3,5 cm2 verwenden. Seine Primärwicklung kann 1000 Windungen und die Sekundärwicklung 1000 (Verhältnis 1:1) bis 10000 (Verhältnis 1:10) Windungen aus PEL-Draht 0,12–0,13 haben. Die Werte der Widerstände R1-R3 und der Kondensatoren C1-C3 müssen möglichst genau gewählt werden, da der Messfehler von ihnen abhängt. Potentiometer R4 ist mit einer durch Widerstände und Kondensatoren abgestuften Skala mit möglichst geringen Abweichungen von den Nennwerten ausgestattet. Gerätedesigns können beliebig sein. Wichtig ist nur, dass sie bequem zu bedienen sind. Autor: V. Shilov
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