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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Instruments de mesure sur lampes au néon. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Technique de mesure Dans les appareils de mesure simples, qui sont décrits ici, des lampes au néon du type MN-3 avec une tension d'allumage de 50 à 60 volts servent d'indicateurs. La lampe au néon est connectée à une source de tension ou à une section du circuit où la tension ou le courant doit être mesuré, via un potentiomètre (diviseur de tension), qui réduit la tension mesurée à la tension d'allumage de la lampe au néon. Le rôle des potentiomètres est assuré par des résistances variables. Leur résistance entre la sortie médiane et l'une des sorties extrêmes change en proportion directe avec le changement de l'angle de rotation de l'axe. L'échelle de chacun des appareils est un disque en carton avec des divisions le long de la circonférence et un trou au centre à travers lequel passe l'axe du potentiomètre. Un bouton avec une flèche est attaché à l'axe du potentiomètre. Voltmètres. Le voltmètre (voir schéma de la Fig. 1) vous permet de mesurer des tensions continues dans la plage d'environ 50 à 250-500 V. A l'aide de sondes connectées aux bornes "Entrée", il est connecté à la source de la tension mesurée. En déplaçant le curseur du potentiomètre R1 de bas en haut (selon le schéma), la lampe au néon s'allume. La valeur de la tension mesurée est déterminée par l'échelle du potentiomètre.
La résistance R2 limite le courant à travers la lampe au néon, empêchant une panne entre les électrodes lorsqu'une haute tension leur est appliquée. Le condensateur C contribue à une lueur plus brillante de la lampe au moment de l'allumage. Pour réduire l'erreur de mesure, la lampe au néon est "entraînée" avec une tension constante, légèrement supérieure à sa tension d'amorçage, avant d'être installée dans l'appareil. À la suite de la "formation", qui dure 50 à 70 heures, la tension de fonctionnement de la lampe et la tension d'allumage changent de 10 à 15% et deviennent plus stables. Pendant la "formation" et après celle-ci, la polarité correcte de la lampe au néon doit être respectée. La cathode de la lampe est généralement prélevée sur son électrode externe, qui a la plus grande surface. Pour calibrer l'échelle de l'appareil, une tension constante provenant d'un redresseur ou de batteries est fournie à son entrée, en parallèle avec laquelle un voltmètre d'usine (de référence) est connecté (Fig. 2), via un potentiomètre supplémentaire R. En déplaçant le curseur du potentiomètre R de bas en haut, la tension aux bornes d'entrée du voltmètre est progressivement augmentée, réalisant l'allumage de la lampe au néon. Ensuite, sur l'échelle du potentiomètre R1, marquez les positions de la flèche de sa poignée, correspondant aux lectures du voltmètre de référence. Ainsi, par exemple, en réglant la tension de 50 V avec le potentiomètre R selon le voltmètre de référence et après avoir réalisé l'allumage de la lampe au néon avec le potentiomètre R1, le nombre "50" est mis sur l'échelle contre l'aiguille. De la même manière, d'autres tensions mesurées sont marquées sur l'échelle d'un voltmètre fait maison.
Tant lors de l'étalonnage que lors de l'utilisation d'un voltmètre, avec une augmentation de la tension fournie à son entrée, vous devez d'abord éteindre la lampe au néon en réglant le bouton du potentiomètre sur la position correspondant à la plus petite tension mesurée. Le schéma de la fig. 1 peut également être utilisé pour mesurer des tensions alternatives dans les mêmes limites. L'étalonnage et l'utilisation d'un voltmètre AC restent les mêmes que pour un voltmètre DC. Mais l'allumage d'une lampe au néon à un voltmètre à tension alternative se fera à une valeur de tension d'amplitude qui est fois supérieure à la tension effective enregistrée par le voltmètre de référence. Un dispositif de mesure de basses tensions continues peut être assemblé selon le circuit illustré à la fig. 3. L'appareil est alimenté par un redresseur ou une batterie, fournissant une tension constante de 250-300 V. Le curseur de la résistance variable R5 activé par le rhéostat est réglé sur zéro de son échelle (sur la Fig. 3 - à l'extrême position droite), et les pinces "Entrée" sont court-circuitées. Le potentiomètre R3 réalise l'allumage d'une lampe néon.
Après cela, les bornes d'entrée sont ouvertes et une petite tension mesurable leur est appliquée. Au même moment, la lampe au néon s'éteint. La lampe s'allume à nouveau si la résistance R6 augmente la tension sur celle-ci de la quantité de tension mesurée fournie à "l'entrée" de l'appareil. La lecture des tensions mesurées se fait au moment de l'allumage de la lampe néon sur l'échelle de la résistance R5, graduée en volts. Un voltmètre pour mesurer des tensions alternatives de 2 à 220 V (Fig. 4) est une combinaison d'un autotransformateur Atr à deux interrupteurs P1 et P2 et du voltmètre à tension alternative décrit ci-dessus. Contacts de prise d'autotransformateur, marqués des numéros 2-20 ; se référer à l'interrupteur P1, et les contacts 0-200 à l'interrupteur P2.
L'indication de l'appareil est le moment où la lampe au néon brille, ce qui est obtenu par les interrupteurs P1 et P2. La valeur de la tension mesurée en volts est déterminée en additionnant les nombres près des contacts des deux interrupteurs. Ainsi, par exemple, si le curseur du commutateur P1 est sur la broche 6 et le curseur du commutateur P2 est sur la broche 120, la tension mesurée sera de 126 V. Afin d'éviter de court-circuiter le circuit mesuré, les interrupteurs de l'instrument avant la mesure doivent être : P1 en position 20, et P2 en position 200. Pour l'autotransformateur de l'appareil, vous pouvez utiliser le noyau d'un transformateur conçu pour une puissance de 10-12 W (section du noyau 4-5 cm2). L'enroulement est enroulé avec du fil PEL 0,2-0,23. La partie de l'enroulement dont les fils sont connectés aux contacts 2-20 de l'interrupteur P1 ne contient que 200 tours avec des prises tous les 20 tours, et la partie de l'enroulement dont les prises sont connectées aux contacts 0 -200 de l'interrupteur P2 - 2000 tours avec des coups tous les 200 tours. ampèremètre CA (Fig. 5) se compose d'un transformateur Tr avec un rapport de transformation de 1:40-1:60 (vous pouvez utiliser le transformateur de sortie d'un récepteur à tube, par exemple, le type Record) et un voltmètre CA.
Enroulement I (abaissement) le transformateur de l'appareil est connecté au circuit électrique en série avec la charge et l'ampèremètre de référence (représenté en pointillé sur la Fig. 5), et un voltmètre alternatif est connecté à l'enroulement II (augmentation). En déplaçant le curseur du potentiomètre R1, la lampe au néon est allumée et la valeur actuelle de l'ampèremètre de référence est notée sur l'échelle du potentiomètre. En modifiant l'amplitude de la charge dans le circuit, des marques de courants d'autres valeurs sont mises sur l'échelle. Les limites de mesure avec un tel ampèremètre dépendent du nombre de spires et de la section du fil de l'enroulement I du transformateur : avec une diminution du nombre de spires et une augmentation de la section du fil de cet enroulement , les limites de mesure s'élargissent. Lors de l'utilisation d'un transformateur de sortie de type "Record", l'appareil peut mesurer des courants jusqu'à 3-4 A. Wattmètre CA. Si la tension secteur est stable, l'ampèremètre AC (Fig. 5) peut être utilisé pour mesurer la puissance actuelle. Pour calibrer un tel appareil (en l'absence de wattmètre de référence), une charge active est connectée au circuit - une lampe à incandescence, une cuisinière électrique ou un fer à repasser avec une valeur de puissance connue en watts. Ensuite, en série avec la charge, allumez un ampèremètre fait maison et, en tournant lentement le bouton du potentiomètre R1, augmentez la tension sur la lampe au néon jusqu'à ce qu'elle s'allume. Au moment de l'allumage de la lampe au néon, la valeur de la puissance consommée par la charge est notée à l'endroit correspondant sur l'échelle du potentiomètre. En connectant différentes charges de puissance connue, on obtient une échelle calibrée en watts. Ainsi, sur un disque en carton du potentiomètre de l'ampèremètre, vous pouvez avoir une autre échelle - l'échelle de puissance CA. Compteur RC. Cet appareil (Fig. 6) est conçu pour mesurer la résistance des résistances de 10 Ohm à 10 MΩ et la capacité des condensateurs de 10 pF à 10 microfarads. Il se compose d'un générateur de fréquence audio et d'un pont de mesure. Les téléphones sont utilisés comme indicateur de l'appareil. Erreur de mesure 10-15 %.
Le générateur, formé par une lampe au néon, l'enroulement I du transformateur Tr, le condensateur C4 et la résistance R5, est alimenté par une source CC externe (redresseur) avec une tension de 80-250 V. Les oscillations électriques générées par celui-ci avec une fréquence d'environ 1000 Hz sont induites dans l'enroulement II du transformateur et alimentent le pont de mesure dont l'un des bras est relié à la résistance mesurée (bornes Rx) ou au condensateur (bornes Cx) . Le pont est équilibré avec un potentiomètre, se concentrant sur le son le plus faible ou qui disparaît complètement dans les téléphones. Le transformateur du compteur est de petite taille, avec le rapport du nombre de tours dans les enroulements de 1:1 à 1:10. Pour un transformateur fait maison, vous pouvez utiliser un noyau avec une section transversale de 3 à 3,5 cm2. Son enroulement primaire peut avoir 1000 tours, et le secondaire de 1000 (rapport 1:1) à 10000 (rapport 1:10) tours de fil PEL 0,12-0,13. Les valeurs des résistances R1-R3 et des condensateurs C1-C3 doivent être sélectionnées aussi précisément que possible, car l'erreur de mesure en dépend. Le potentiomètre R4 est fourni avec une échelle graduée par des résistances et des condensateurs avec les plus petits écarts possibles par rapport aux valeurs nominales. Les conceptions d'appareils peuvent être arbitraires. Il est seulement important qu'ils soient confortables à utiliser. Auteur : V. Shilov
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