Visokonaponski elektrostatski voltmetar Type C96


Danas je dobiven na razmatranje (zahvala gospodinu Vuku, ekspertu za cijevna pojačala i kolekcionaru Iskrinih vintage uređaja) visokonaponski voltmetar (kilovoltmetar) Type C96 (Type S96), ruske proizvodnje s kraja 1950-tih godina.

 

Dimenzije elektrostatskog kilovoltmetra Type C96 su 28×60×24 cm, a težina oko 11 kg. Smješten je u također masivni transportni kovčeg.

 

Type C96 je elektrostatski tip mjernog instrumenta. Mjerni sistem kod takvih instrumenata predstavlja kondenzator s jednom nepomičnom i jednom pomičnom pločom (elektrodom) koja je povezana na kazaljku skale. U našem slučaju koristi se svjetlosna kazaljka, odnosno zraka svjetlosti koja se preko okretnog zrcala spregnutog sa pomičnom elektrodom reflektira na skalu instrumenta.

Pomak pomične elektrode uzrokuju elektrostatske sile izazvane naponom primijenjenim na elektrode. Sila je proporcionalna kvadratu napona tako da bi elektrostatski instrument imao kvadratičastu skalu, no specifičnim oblikovanjem pomične elektrode može se dobiti gotovo linearna skala (osim na samom početku skale) što je izvedeno i kod našeg Type C96. Elektrostatski instrumenti mogu izravno mjeriti istosmjerne i efektivne izmjenične napone.

Elektrostatski voltmetri su jedini instrumenti gdje sam napon (razlika potencijala) izravno uzrokuje silu na pomični element mjernog sistema, u svim drugim sistemima napon se mjeri na osnovu mjerenja struje (obično kroz zakretni svitak). Unutrašnja potrošnja elektrostatskih instrumenta je vrlo mala. Pri mjerenju istosmjernih napona teku samo one struje koje uzrokuje sam otpor izolacije i one su reda nano ili piko ampera. Pri mjerenju izmjeničnih napona teku i neke male kapacitivne struje zbog unutrašnjeg  kapaciteta samog mjernog sistema, no on je vrlo malen i kod našeg instrumenta Type C96 iznosi manje od 12 pF.

Frekvencijski raspon mjerenja izmjeničnih napona je vrlo širok i tek na visokim frekvencijama dolazi do primjetnih padova napona zbog samih dovoda. Type C96 može se koristiti do frekvencija 20 MHz, a ovo ograničenje se najviše odnosi na mogućnost pojave korone ili preskoka iskre kod mjerenja vrlo visokih napona (inače je mjerenje dovoljno precizno i do nekoliko stotina MHz). Elektrostatski instrumenti nisu osjetljivi na strana magnetska polja, a i utjecaj temperature je vrlo malen (svodi se na promjenu protumomenta spiralnih opruga). Type C96 zadržava razred točnosti 1,5 na temperaturama okoline od -10°C do +35°C i relativnoj vlažnosti zraka do 80%.

 

Type C96 ima tri mjerna opsega, do 7,5 kV, do 15 kV i do 30 kV. Skale se mijenjanju velikim gumbom sa bočne strane instrumenta, a kod svake promjene skale potrebno je i izvući priključnu elektrodu kako bi se promijenio razmak između elektroda mjernog sistema.  

 

Mjerni sistem voltmetra Type C96 sastoji se od dvije elektrode. Nepomična elektroda je u obliku kugle, a pomična elektroda se nalazi nasuprot nje unutar malog otvora valjkastog tijela. Na pomičnu elektrodu spregnuto je malo zrcalo na koje pada zraka svjetlosti iz izvora koju čini žaruljica i sistem fokusnih leća. Mjerni opsezi mijenjanju se promjenom razmaka između elektroda, tako da se za više mjerne opsege nepomična elektroda izvuče više prema van.

 

Prednja ploča sadrži jedino priključak za napajanje žaruljice (6 V) te transformator sa filtarskim kondenzatorima kojim se ista može napajati mrežnim naponom od 127 V ili 220 V.

 

Žaruljica i sustav fokusnih leća za dobivanje svjetlosne zrake koja se odbija od okretnog zrcala mjernog sistema i predstavlja kazaljku skale u obliku svjetlosnog traga.

 

Nepomična kuglasta elektroda, nasuprot otvora sa posebno izvedenom pomičnom elektrodom kako bi se dobio otklon linearan sa promjenom napona.

 

Pomična elektroda sa spregnutim zrcalom.

 


 

Preliminarni testovi su pokazali da bi ovaj naš primjerak elektrostatskog kilovoltmetra Type C96 mogao biti ispravan. Postojeća žaruljica doduše daje preslabo svjetlo pa je svjetlosna kazaljka vidljiva samo u zatamnjenom prostoru. Ovo moguće i nije originalna žaruljica jer je netko već i petljao oko iste, pri čemu je izgubljen okrugli poklopac za to mjesto. Mi ćemo pokušati umjesto žaruljice upotrijebiti LED diodu većeg intenziteta svjetla (super bright).

Ovakav voltmetar je idealan za mjerenje visokih napona sa izvora koji mogu dati samo (vrlo) male struje, poput umnoživača napona sa diodama i kondenzatorima te raznih malih visokonaponskih invertera i transformatora za pogon CRT cijevi, CCFL lampi i slično. Stoga ga unatoč popriličnim gabaritima svakako želimo zadržati u stalnoj postavi mjernih instrumenata naše radionice jer je sa svojim ogromnim unutrašnjim otporom i time iznimno malom (zanemarivom) potrošnjom praktično nezamjenjiv za mjerenja na visokonaponskim izvorima slabih struja. Osim toga, ovo nam je za sada prvi i jedini elektrostatski instrument u našoj postavci, ukoliko ne računamo specifični BIB Groovstat Electronic 3000 koji je primarno namijenjen za uklanjanje statičkog elektriciteta sa gramofonskih ploča ali je u neku ruku dijelom i elektrostatski voltmetar 🙂

 

Leave a comment

Vaša adresa e-pošte neće biti objavljena.