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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Strumenti di misura su lampade al neon. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Tecnologia di misurazione Nei semplici dispositivi di misurazione, qui descritti, le lampade al neon del tipo MN-3 con una tensione di accensione di 50-60 volt fungono da indicatori. La lampada al neon è collegata ad una sorgente di tensione o ad una sezione del circuito dove si deve misurare la tensione o la corrente, tramite un potenziometro (partitore di tensione), che riduce la tensione misurata alla tensione di accensione della lampada al neon. Il ruolo dei potenziometri è svolto da resistori variabili. La loro resistenza tra l'uscita centrale e una qualsiasi di quelle estreme cambia in proporzione diretta alla variazione dell'angolo di rotazione dell'asse. La scala di ciascuno dei dispositivi è un disco di cartone con divisioni lungo la circonferenza e un foro al centro attraverso il quale passa l'asse del potenziometro. Una manopola con una freccia è fissata all'asse del potenziometro. Voltmetri. Il voltmetro (vedi diagramma in Fig. 1) consente di misurare tensioni continue nell'intervallo da circa 50 a 250-500 V. Con l'ausilio di sonde collegate ai terminali "Input", è collegato alla sorgente della tensione misurata. Spostando il cursore del potenziometro R1 dal basso verso l'alto (secondo lo schema), si accende la lampada al neon. Il valore della tensione misurata è determinato dalla scala del potenziometro.
Il resistore R2 limita la corrente attraverso la lampada al neon, prevenendo la rottura tra gli elettrodi quando viene applicata loro un'alta tensione. Il condensatore C contribuisce a un bagliore più luminoso della lampada al momento dell'accensione. Per ridurre l'errore di misura, la lampada al neon viene “addestrata” con una tensione costante, leggermente superiore alla sua tensione di accensione, prima di essere installata nel dispositivo. Come risultato di un "allenamento" che dura 50-70 ore, la tensione di funzionamento della lampada e la tensione di accensione cambiano del 10-15% e diventano più stabili. Durante e dopo il "training" è necessario rispettare la corretta polarità della lampada al neon. Il catodo della lampada viene solitamente prelevato dal suo elettrodo esterno, che ha la superficie più ampia. Per calibrare la scala del dispositivo, al suo ingresso viene fornita una tensione costante da un raddrizzatore o batterie, in parallelo al quale è collegato un voltmetro di fabbrica (riferimento) (Fig. 2) (Fig. 1), tramite un ulteriore potenziometro R . Spostando il cursore del potenziometro R dal basso verso l'alto, la tensione ai terminali di ingresso del voltmetro viene aumentata gradualmente, ottenendo l'accensione della lampada al neon. Quindi, sulla scala del potenziometro R50, segnare le posizioni della freccia della sua maniglia, corrispondenti alle letture del voltmetro di riferimento. Quindi, ad esempio, impostando la tensione di 1 V con il potenziometro R in funzione del voltmetro di riferimento e avendo ottenuto l'accensione della lampada al neon con il potenziometro R50, viene posto sulla scala il numero "XNUMX" contro l'indice. Allo stesso modo, altre tensioni misurate sono contrassegnate sulla scala di un voltmetro fatto in casa.
Sia in fase di calibrazione che durante l'utilizzo di un voltmetro, all'aumentare della tensione fornita al suo ingresso, occorre prima spegnere la lampada al neon posizionando la manopola del potenziometro sulla posizione corrispondente alla minima tensione misurata. Lo schema in fig. 1 può essere utilizzato anche per misurare tensioni alternate entro gli stessi limiti. La calibrazione e l'uso di un voltmetro CA rimangono gli stessi di un voltmetro CC. Ma l'accensione di una lampada al neon su un voltmetro a tensione alternata sarà ad un valore di tensione di ampiezza che è volte maggiore della tensione effettiva registrata dal voltmetro di riferimento. Un dispositivo per misurare basse tensioni continue può essere assemblato secondo il circuito mostrato in fig. 3. Il dispositivo è alimentato da un raddrizzatore o batteria, fornendo una tensione costante di 250-300 V. Il cursore del resistore variabile R5 attivato dal reostato è impostato su zero della sua scala (in Fig. 3 - all'estremo posizione destra) e i morsetti "Input" sono in corto. Il potenziometro R3 realizza l'accensione di una lampada al neon.
Successivamente, i terminali di ingresso vengono aperti e ad essi viene applicata una piccola tensione misurabile. Allo stesso tempo, la lampada al neon si spegne. La lampada si riaccende se il resistore R6 aumenta la tensione su di essa della quantità di tensione misurata fornita all '"Ingresso" del dispositivo. La lettura delle tensioni misurate viene effettuata al momento dell'accensione della lampada al neon sulla scala della resistenza R5, graduata in volt. Un voltmetro per misurare tensioni alternate da 2 a 220 V (Fig. 4) è una combinazione di un autotrasformatore Atr con due interruttori P1 e P2 e il voltmetro di tensione alternata sopra descritto. Contatti di presa dell'autotrasformatore, contrassegnati con i numeri 2-20; fare riferimento all'interruttore P1, ei contatti 0-200 all'interruttore P2.
L'indicazione del dispositivo è il momento in cui la lampada al neon si accende, che si ottiene tramite gli interruttori P1 e P2. Il valore della tensione misurata in volt viene determinato sommando i numeri vicino ai contatti di entrambi gli interruttori. Quindi, ad esempio, se il cursore dell'interruttore P1 è sul pin 6 e il cursore dell'interruttore P2 è sul pin 120, la tensione misurata sarà 126 V. Per evitare di cortocircuitare il circuito misurato, lo strumento commuta prima della misura deve essere: P1 in posizione 20, e P2 in posizione 200. Per l'autotrasformatore del dispositivo è possibile utilizzare il nucleo di un trasformatore progettato per una potenza di 10-12 W (sezione del nucleo 4-5 cm2). L'avvolgimento è avvolto con filo PEL 0,2-0,23. La parte dell'avvolgimento, i cui conduttori sono collegati ai contatti 2-20 dell'interruttore P1, contiene solo 200 giri con prese ogni 20 giri, e la parte dell'avvolgimento, le cui prese sono collegate ai contatti 0 -200 dell'interruttore P2 - 2000 giri con colpi ogni 200 giri. Amperometro AC (Fig. 5) è costituito da un trasformatore Tr con rapporto di trasformazione 1:40-1:60 (è possibile utilizzare il trasformatore di uscita di un ricevitore a valvole, ad esempio del tipo Record) e un voltmetro AC.
Avvolgimento I (abbassamento) il trasformatore del dispositivo è collegato al circuito elettrico in serie con il carico e l'amperometro di riferimento (mostrato in linea tratteggiata in Fig. 5), e un voltmetro CA è collegato all'avvolgimento II (innalzamento). Spostando lo slider del potenziometro R1 si accende la lampada al neon e si annota sulla scala del potenziometro il valore corrente dell'amperometro di riferimento. Modificando l'entità del carico nel circuito, vengono inseriti sulla bilancia segni di correnti di altri valori. I limiti di misurazione di un tale amperometro dipendono dal numero di spire e dalla sezione trasversale del filo dell'avvolgimento I del trasformatore: con una diminuzione del numero di spire e un aumento della sezione trasversale del filo di questo avvolgimento, i limiti di misurazione si espandono. Quando si utilizza un trasformatore di uscita del tipo "Record", il dispositivo può misurare correnti fino a 3-4 A. Wattmetro AC. Se la tensione di rete è stabile, è possibile utilizzare l'amperometro AC (Fig. 5) per misurare la potenza attuale. Per calibrare un tale dispositivo (in assenza di un wattmetro di riferimento), viene collegato al circuito un carico attivo: una lampada a incandescenza, una stufa elettrica o un ferro da stiro con un valore di potenza noto in watt. Quindi, in serie con il carico, accendi un amperometro fatto in casa e, ruotando lentamente la manopola del potenziometro R1, aumenta la tensione sulla lampada al neon finché non si accende. Al momento dell'accensione della lampada al neon si annota nel punto corrispondente della scala del potenziometro il valore della potenza assorbita dal carico. Collegando vari carichi di potenza nota si ottiene una scala tarata in watt. Pertanto, su un disco di cartone del potenziometro dell'amperometro, puoi avere un'altra scala: la scala della potenza CA. Misuratore RC. Questo dispositivo (Fig. 6) è progettato per misurare la resistenza dei resistori da 10 Ohm a 10 MΩ e la capacità dei condensatori da 10 pF a 10 microfarad. È costituito da un generatore di frequenze audio e da un ponte di misurazione. I telefoni sono usati come indicatore del dispositivo. Errore di misurazione 10-15%.
Il generatore, formato da lampada al neon, avvolgimento I del trasformatore Tr, condensatore C4 e resistore R5, è alimentato da una sorgente DC esterna (raddrizzatore) con una tensione di 80-250 V. Le oscillazioni elettriche da esso generate con una frequenza di circa 1000 Hz sono indotte nell'avvolgimento II del trasformatore e alimentano il ponte di misura, uno dei cui bracci è collegato al resistore misurato (morsetti Rx) o condensatore (morsetti Cx) . Il ponte è bilanciato con un potenziometro, concentrandosi sul suono più debole o che scompare completamente nei telefoni. Il trasformatore del misuratore è di piccole dimensioni, con il rapporto tra il numero di spire negli avvolgimenti da 1:1 a 1:10. Per un trasformatore fatto in casa, puoi utilizzare un nucleo con una sezione trasversale di 3-3,5 cm2. Il suo avvolgimento primario può avere 1000 spire e il secondario da 1000 (rapporto 1:1) a 10000 (rapporto 1:10) spire di filo PEL 0,12-0,13. I valori dei resistori R1-R3 e dei condensatori C1-C3 devono essere selezionati nel modo più accurato possibile, poiché l'errore di misurazione dipende da essi. Il potenziometro R4 viene fornito con una scala graduata da resistori e condensatori con le più piccole deviazioni possibili dai valori nominali. I design dei dispositivi possono essere arbitrari. È importante solo che siano comodi da usare. Autore: V.Shilov
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