Mjerač kapaciteta R&S KARU 510


Danas je nabavljen mjerač kapaciteta kondenzatora oznake KARU 510 (BN 510), proizvod njemačke tvrtke Rohde & Schwarz iz sredine 1950-tih godina.

 

Mjerenje kapaciteta kondenzatora ovim uređajem vrlo je jednostavno. Kondenzator se spoji na stezaljke, a zatim se odabirom mjernog opsega, pomicanjem kazaljke skale (promjenjivi kondenzator oscilatora) i okretanjem potenciometra za osjetljivost instrumenta pronađe “dip” na indikacijskom instrumentu, odnosno najmanji otklon u području “messen”. Time smo zapravo titrajne LC krugove doveli u međusobnu rezonanciju.

 

Iako su prvi primjerci uređaja proizvedeni sredinom 1950-tih godina, prema kalibracijskim potvrdama vidimo da su isti bili u upotrebi barem do kraja 1990-tih godina. Ovo se može zahvaliti činjenici kako se radi o vrlo preciznom uređaju za mjerenje kapaciteta točnosti 1%.

 

Tvrtka Rohde & Schwarz (R&S) osnovana je 1933. godine i do danas je prerasla u globalnu elektroničku korporaciju specijaliziranu za elektroničke mjerne instrumente, radio tehniku i komunikacije te kibernetičku sigurnost. Prvi proizvod tvrtke Rohde & Schwarz bio je mjerač dielektričnih gubitaka na keramičkim disk izolatorima na frekvencijama 50-200 MHz, koji je izrađen po narudžbi britanske tvornice za proizvodnju keramičkih izolatora. Godine 1938. R&S je proizvela prvi na svijetu prijenosni kvarcni sat (težine 36 kg). Prelazak na serijsku tvorničku proizvodnju započet je 1942. godine proizvodnjom radio-lokatora, a po završetku 2. svjetskog rata R&S je po nalogu američke vojske izvršila provjeru, kalibraciju i popravak kompletne radio opreme u centralnom skladištu zrakoplovstva SAD-a u Njemačkoj. Isto tako 1949. godine po nalogu Radio Münchena gradi i testira prvi FM VHF probni odašiljač. U idućim desetljećima tvrtka R&S razvija i proizvodi veliki broj različitih uređaja i opreme za radio tehniku i mjernu tehniku, a najvažnija pionirska postignuća su bila: prvi složeni mrežni vektorski analizator (1950), prvi automatski radio-lokator kao dopuna radarima za zrakoplovstvo (1955), prvi radio-lokator na principu Dopplerovog efekta (1959), prvi sustav praćenja buke zračnog prometa na aerodromima u Njemačkoj (1964), prvi europski automatski sustav za testiranje integriranih krugova (1967), prvi mikroprocesorski kontrolirani radio tester (1974). Nakon 1980-tih godina tvrtka R&S prati svu modernu tehnologiju i odgovara na zahtjeve vezane za radio difuzne te sve ostale civilne i vojne radio komunikacije. Od 2000-tih godina R&S preuzima više drugih tvrtki sa srodnim proizvodnjama (uključujući i poznati Hameg) i širi se na svjetska tržišta. R&S je 2007. godine proizvela prvi na svijetu RF spektralni analizator s kontinuiranim frekvencijskim rasponom do 67 GHz, a godinu dana kasnije prvi prijenosni prijemnik (skener) za praćenje slabih ili kratkotrajnih signala u frekvencijskom rasponu od 9 kHz do 7,5 GHz.

 

Većinu mjesta zauzimaju elementi predajnog LC oscilatora. Jasno se ističe njegovih šest trostrukih zavojnica na feritnim jezgrama i pripadajućih šest trimer-kondenzatora za kalibraciju svakog pojedinog titrajnog kruga. Desno je promjenjivi kondenzator za odabir frekvencije unutar svakog frekvencijskog pojasa, odnosno za prikaz nepoznatog kapaciteta unutar svakog mjernog opsega. Zavojnice prijemnog (mjernog) titrajnog kruga smještene su između dvije elektronske cijevi. Desno gore je mrežni ispravljač sa poluvodičkim ispravljačkim mostom.

 

KARU 510 omogućuje mjerenje kapaciteta kondenzatora u rasponu 0-10 µF (u šest opsega) sa vrlo velikom točnošću od 1% ili 0,5 pF. Koristi rezonantnu metodu mjerenja s dva LC titrajna (oscilatorska) kruga. Princip je sličan kao kod radio prijenosa, odnosno s jedne strane imamo LC titrajni krug predajnika koji oscilira na određenoj frekvenciji, a s druge strane imamo LC titrajni krug prijemnika kojim tražimo (rezonantnu) frekvenciju odašiljača. U trenutku kad je promjenjivim kondenzatorom titrajni krug predajnika dovede u rezonanciju sa titrajnim krugom prijemnika koji sadrži kondenzator nepoznatog kapaciteta, kroz mjerni sklop će proteći najveća struja koja se detektira na instrumentu. Položaj promjenjivog kondenzatora predajnika, odnosno spregnuta skala u toj točki baždarena je za izravno očitanje u pF ili µF. Sprega između predajnog i prijemnog titrajnog kruga izvedena je induktivno preko zavojnica L1 III – L6 III.

 

 

Na shemi su različitim bojama označena četiri osnovna sklopa mjerača kapaciteta KARU 510:

  • predajni LC oscilator (crveno)
  • prijemni LC titrajni krug (zeleno)
  • mjerni sklop (žuto)
  • napajanje (bijelo)

Kao što se vidi oscilator predajnika bazira se na jednoj triodi elektronske cijevi 6SN7 sa promjenjivim LC elementima za svaki mjerni opseg. Ovim oscilatorom se pokriva čitav frekvencijski opseg od 1,5 – 175 kHz, a mijenjanjem frekvencije predajnika (C8) zapravo se traži rezonantna frekvencija LC kruga prijemnika sa nepoznatim kondenzatorom. Napon na krajevima titrajnog kruga prijemnika naglo se poveća u trenutku kad se postigne rezonancija, te se isti dovodi na udvostručivač i ujedno ispravljač napona baziran na dvostrukoj diodi 6H6 i pripadajućim kondenzatorima. Ovaj napon se dalje vodi na otpornički djelitelj napona (R1-R5) u čijem sastavu je potenciometar za namještanje osjetljivosti R5 te na pojačalo za instrument sa drugom triodom elektronske cijevi 6SN7.

 

Oznaka ispisana na bubnju sa skalama instrumenta.

 

LC elementi koji se ne koriste na odabranom opsegu sklopkom se kratko spajaju na masu. Mjerne frekvencije puno brže rastu što su mjerni opsezi niži čime je omogućeno lakše namještanje rezonancije kod mjerenja malih kapaciteta, a boljem očitanju doprinose i logaritamske skale sa dvostrukom vrlo tankom kazaljkom čime se u potpunosti kompenzira pogreška paralakse kod očitanja. Mjerač kapaciteta KARU 510 u svim segmentima je konstruiran kao precizni mjerni instrument za profesionalnu upotrebu. To uključuje kvalitetne mehaničke elemente, prijenose i spregu između njih (sklopka, skala, promjenjivi kondenzator), a sve zavojnice namotane na feritne jezgre što je rijetkost za to razdoblje. Da bi se osigurali stabilni uvjeti i spriječili utjecaji koji dovode do promjene vrijednosti kritičnih elemenata LC krugova ukupna potrošnja struje i zagrijavanje uređaja je vrlo nisko, a kritične komponente su prije ugradnje podvrgnute tretmanu umjetnog starenja kako bi se zajamčila točnost mjerenja od 1%, što za jedan mjerač kapaciteta ni danas nije malo.

 

Testovi su pokazali da naš uređaj nije ispravan. Predajni oscilator radi te se na višim mjernim opsezima, gdje su mjerne frekvencije u čujnom području, može čuti promjena zvuka titraja koju proizvode feritne jezgre kako se mijenja frekvencija oscilatora (skala). Pronalazak greške na ovako shematski jednostavnom uređaju ne bi trebao biti problem. Prvo je svakako potrebno zamijeniti elektrolitski filtarski kondenzator u napajanju, a ako se uz ispravan napon situacija ne popravi onda je velika vjerojatnost da je greška u mjernom krugu, odnosno dvostrukoj diodi 6H6 jer uređaj ne mjeri ispravno ni na jednom mjernom opsegu iako postoji reakcija oscilatora i pojačala za instrument koji se baziraju na triodama elektronke 6SN7. U najgorem slučaju i triode i diode mogu se zamijeniti nekim ekvivalentima, pa čak i poluvodičima, jer su najkritičnije komponente uređaja njegovi promjenjivi LC krugovi koji se prema prvim testovima na sreću čine ispravnima 🙂

 

Leave a comment

Vaša adresa e-pošte neće biti objavljena.