Najprostszy miernik lamp.

[tuxcnc]

Zacznę od gorącej prośby, aby tym razem ktoś zbudował i przetestował opisywany układ.
Roboty naprawdę niewiele, a korzyści mogą być spore, bo jak wiadomo mierniki lamp są bardzo drogie, a ze sprawnością zabytkowych urządzeń też różnie bywa ...

Założenia :
Miernik ma umożliwić pomiar emisji i dobranie lamp w pary.

Opis :

Każdy chyba widział schemat ze strony http://www.fonar.com.pl/audio/projekty/ ... iernik.htm.
Po przeanalizowaniu schematu doszedłem do wniosku, że jest on zbyt skomplikowany, a wyniki pomiarów są trudne do porównania.
Niepotrzebne skomplikowanie to efekt rutyny, pewne fragmenty obwodu wstawia się "z automatu", nawet chwilę nie zastanawiając się nad tym czy są konieczne. Tutaj mamy to samo, układ byłby poprawny, gdyby to był wzmacniacz m.cz., ale to tylko tester ...
Co do wyników pomiarów, to jest już masakra.
Zarówno napięcie anodowe, jak i ujemne napięcie polaryzujące siatkę pierwszą zależą od prądu anodowego.
Właściwie to lampa pracuje w układzie źródła prądowego, a więc z samoregulacją, więc mowy nie ma o jakimkolwiek pomiarze czegokolwiek.

Postanowiłem układ uprościć i wyeliminować jego wady, tak aby można było w miarę dokładnie określić emisję i współczynnik wzmocnienia lampy.
Po pierwsze wyrzuciłem prostownik, kondensatory i oporniki ograniczające prąd.
Lampa sama w sobie stanowi prostownik i nic nie stoi na przeszkodzie aby mierzyć ją prądem zmiennym, a zasilanie bezpośrednio z uzwojenia wtórnego transformatora zapewnia stałość napięcia anodowego.
Zamiast opornika w katodzie wstawiłem natomiast diodę Zenera. Zasadniczo może to być LED, albo dioda prostownicza, zależy jaki spadek napięcia potrzebujemy. Taki element dzięki nieliniowej charakterystyce daje spadek napięcia prawie niezależny od płynącego prądu.

Układ zbudowałem na razie do pomiaru lamp 6Ż1P, których akurat mam kilka. To lampka o małym prądzie i napięciu anodowym, więc użyłem miernika magnetoelektrycznego (najpopularniejszy typ wskazówkowy) o zakresie 15 mA i transformatora z napięciem wtórnym 60 V.
Oczywiście dla lamp mocniejszych trzeba by dać większe napięcie i miernik o większym zakresie.
Przez lampę płynie prąd wyprostowany jednopołówkowo, więc miernik trzeba przeskalować, albo po prostu uznać że wskazuje jednostki względne, co do porównania kilku lamp w zupełności wystarczy. Ja akurat dałem bocznik z dokładnością -10%, a skalę mam nadrukowaną 0-100, ale specjalnie to nie przeszkadza ...
Kilka słów o interpretacji wyników. Przy zwartym przycisku napięcie na siatce sterującej wynosi 0V względem katody i płynie prąd zależny tylko od emisji katody. Gdy przycisk jest rozwarty siatka dostaje potencjał ujemny względem katody i prąd maleje. Spadek napięcia na diodzie jest mały w porównaniu do napięcia anodowego, oraz prawie stały i prawie niezależny od prądu anodowego, więc zmierzony prąd zależy prawie wyłącznie od współczynnika wzmocnienia lampy.
A teraz najważniejsze. Co prawda większość posiadanych lamp bardzo różniła się emisją, to jednak trafiły się trzy podobne, które w jednostkach względnych dały wyniki 42/66, 44/68 i 46/70, co by oznaczało, że pomimo różnic w emisji mają identyczne wzmocnienie, czyli jest szansa że miernik działa prawidłowo. Niestety nie mam innego miernika, z którym mógłbym porównać te wyniki.

Schemat :

simply.png (3.89 KiB) Przejrzano 2295 razy

[Locutus]

Teoretycznie wszystko fajnie ... ale pomiar "normalnym miernikiem" polega na porównaniu wyniku do wartości normatywnych
(punkt 'normatywny' zazwyczaj lezy blisko mocy admisyjnej).
W Twoim przypadku, nie masz do czego odnieść "pomiaru" a w większości przypadków przy 60V "to se można... "

[tuxcnc]

W Twoim przypadku, nie masz do czego odnieść "pomiaru" a w większości przypadków przy 60V "to se można... "

Po pierwsze, nigdzie nie pisałem że ma być 60V, wręcz przeciwnie pisałem że raczej trzeba będzie dać więcej.
Po drugie 60V zmiennego to 85 V w szczycie, nie sądzisz że na lampkę która ma maksymalne anodowe 120V, to wcale nie jest najgorzej ?
Po trzecie, nawet nie wyskalowałem miernika w mA, niby powinienem, ale zabrakło czasu i motywacji, a mimo wszystko przyrząd pokazał swoją użyteczność. Na razie pokazuje w umownych jednostkach prądu, od zera do stu. Wykonałem pomiar jedenastu lampek, oto wyniki :
1. brak żarzenia.
2. żarzy się, prądu anodowego brak
3. 14/20
4. 20/34
5. 26/42
6. 32/52
7. 36/58
8. 42/66
9. 43/64
10. 44/68
11. 46/70
Pozycje 3 i 4 to 6Ż1P, reszta to 6Ż1P-EW, połowa pochodzi z pewnego źródła, połowa od oszusta z Allegro, który opchnął mi pudło szmelcu jako NOS-y.
Nadal twierdzisz, że wyniki pomiarów "to se można" ?
Bo ja widzę, których lampek nie użyję do niczego, a z których będą zgrane pary.

Naprawdę, trudno w tym kraju cokolwiek zrobić.
Wymyśliłem, zbudowałem, poprosiłem żeby ktoś zweryfikował układ, być może porównał wyniki z fabrycznym miernikiem ...
Pierwszy komentarz jest od kogoś, kto nie łapie że to bardziej idea niż gotowe urządzenie, komu się tak prostego układu nie chciało zestawić i pomierzyć, ale wie doskonale, że "se można".
Ręce opadają ...
Transformator, miliamperomierz, dioda, przełącznik i podstawka lampowa, ja już niczego prostszego Wam pod nos nie podstawię.
Nikt nie jest zainteresowany miernikiem lamp za kilkadziesiąt złotych ?
Wolicie szklaną kulę, czy zabytki w stanie nieznanym od pięciu stówek w górę ?

[tszczesn]

Wszystkie proste mierniki lamp działają według tej zasady - i działają. Mają jedną zaletę dla przeciętnego zjadacza lamp - podają sprawność lampy w jednostkach względnych, czyli tak lubianych procentach Do oszacowania emisji katody wystarcza, w sumie najczęstsza potrzeba odnośnie lamp. Problem z takim miernikiem "home-made" jest taki, że musisz mieć sprawną lampę danego typu aby wiedzieć ile na skali ma lampa danego typu z pełną emisją.

[tuxcnc]

Problem z takim miernikiem "home-made" jest taki, że musisz mieć sprawną lampę danego typu aby wiedzieć ile na skali ma lampa danego typu z pełną emisją.

No właśnie ten układ daje szansę na odczytanie tego parametru z katalogu.
Napięcie anodowe zależy zasadniczo od oporności uzwojeń transformatora, trzeba po prostu dać ten element z pewnym zapasem mocy.Trzeba odpowiednio wyskalować amperomierz. Nikt też nie zabrania rozbudowania układu. Myślę o użyciu transformatora z uzwojeniami wtórnymi "binarnie", np. 120, 60, 30, 15 V, co przy sprytnym przełączaniu dało by zakres 15-225 V ze skokiem co 15. Podobnie z napięciem na siatce, można dać kilka zenerów i je sprytnie przełączać.
Cały problem leży w tym, żeby taki układ zbudować i nad nim pokombinować, a nie szukać przyczyny dla której nie będzie użyteczny.
Nawiasem mówiąc, miernik Elpo P-508 tez mierzy prądem zmiennym i nikomu to nie przeszkadza ...

[Locutus]

Pierwszy komentarz jest od kogoś, kto nie łapie że to bardziej idea niż gotowe urządzenie, komu się tak prostego układu nie chciało zestawić i pomierzyć, ale wie doskonale, że "se można".
Ręce opadają ...

Przeczytaj Kolego ze zrozumieniem jeszcze raz co napisalem... zanim włączysz "nerwa"

[tuxcnc]

Przeczytaj Kolego ze zrozumieniem jeszcze raz co napisalem... zanim włączysz "nerwa"

Napisałem wyraźnie, jawnym tekstem, że "dla lamp mocniejszych trzeba by dać większe napięcie i miernik o większym zakresie", więc uwaga że "przy 60V to se można" była nie na miejscu.
Sprawę uważam za wyjaśnioną i proszę o merytoryczne wypowiedzi.

[gsmok]

Panowie spokojnie. W końcu przed nami długi weekend

[Locutus]

Panowie spokojnie. W końcu przed nami długi weekend

Bez obawy - armagedonu nie bedzie

Napisałem wyraźnie, jawnym tekstem, że "dla lamp mocniejszych trzeba by dać większe napięcie i miernik o większym zakresie", więc uwaga że "przy 60V to se można" była nie na miejscu. Sprawę uważam za wyjaśnioną i proszę o merytoryczne wypowiedzi.

Wracając do merytoryki:
Jak podniesiesz napiecie anodowe - okaże się, że przydałoby się wieksze (bezwzględnie) napiecie siatki 1 - czyli docelowo kolejny zasilacz
I tym oto sposobem, małymi krokami dojdziesz jednak do wniosku, że bedzie miło mieć 3 niezależne zasilacze, może jakiś galwanometr (stan próżni czyli Ig1 można również oszacować wpinając w obwód siatki 'duży' rezystor bocznikowany przełącznikem) i na końcu wyjdze z tego prawdziwy miernik.
Bedziesz wtedy mógł sobie wziąć tabelę nastaw z P507 i będziesz miał w jednym miejscu punkt odniesienia co do otrzymanych pomiarów dla baaardzo wielu typow lamp (to samo można uzyskac charakterystyk/kart katalogowych).

Na tym etapie trudno to nazwać miernikiem.
Owszem jest to wskaźnik (jak widać użyteczny), umożliwiający zgrubne oszacownie czy lampa jest w sprawna czy nie.

Takie jest moje zdanie, które jest 'najmojsze' i nie wymagam aby wszyscy sie z nim zgadzali

A swoją droga byłbym wdzięczny za info na PW z nickiem sprzedawcy z allegro, który oszukał Kolegę na lampach.

[tuxcnc]

Podstawowym założeniem było, by jak najprościej i jak najmniejszym kosztem zbudować miernik, który umożliwi pomiar emisji i dobranie lamp w pary.
Od zdejmowania charakterystyk to jest taki układ jak np. http://www.valvewizard.co.uk/curvetracer.html, który też bym trochę zmienił, ale to już inny temat.
Linkowany układ ze strony fonar nie spełnia moich założeń, ponieważ wszystkie wskazania istotnie zależą od prądu anodowego, co wyjaśniałem na początku. Zresztą najpierw złożyłem układ z opornikiem w katodzie i o ile wskazania przy zwartym oporniku faktycznie były proporcjonalne do emisji katody, to przy przełączniku rozwartym miernik pokazywał zawsze prawie to samo. Nie jest to dziwne, bo autor tamtego projektu miał inne założenia, i chciał sprawdzać czy siatka faktycznie steruje prądem anodowym i nic poza tym.
Kilkuprocentowa różnica w emisji to zupełnie inny parametr niż kilkuprocentowa różnica we wzmocnieniu, pierwsze da nieznaczne przesunięcie punktu pracy, drugie inną amplitudę wzmocnionego sygnału. Dlatego miernik powinien oba te parametry mierzyć niezależnie, co starałem się uzyskać, ale nie mam jak tego sprawdzić.
Dlatego było by miło, gdyby ktoś dysponujący miernikiem lamp, albo przynajmniej kilkoma pomierzonymi lampami, zechciał w wolnym czasie zbudować i pomierzyć proponowany przeze mnie układ.
Wtedy będzie można merytorycznie podyskutować, a być może uznamy, że warto projekt nieco rozwinąć i dopracować.

Natomiast prosiłbym o zakończenie porównań roweru z samochodem, bo wiadomo że to nie to samo, ale czasem to rower jest optymalnym wyborem.

[tuxcnc]

Znalazłem trochę czasu żeby zająć się układem.

Najpierw najważniejsze.
Przy okazji skalowania miliamperomierza, włączyłem w układ szeregowo multimetr cyfrowy. Ku mojemu zaskoczeniu oba mierniki pokazywały to samo zarówno w układzie miernika lamp, jak i przy podłączeniu do źródła prądu stałego (bateryjka AA). Niby tak powinno być, ale mam złe doświadczenia z pomiarami przebiegów odkształconych miernikami cyfrowymi i spodziewałem się sporego błędu. Tak więc jeśli najtańszy, badziewny miernik sobie poradził, to i lepsze powinny, co by oznaczało że opisywany miernik można zbudować jako przystawkę do multimetru, który to przyrząd ma chyba każdy elektronik.

Transformator, którego używam ma kilka uzwojeń wtórnych, o czym chyba nie pisałem, bo nie było potrzeby. Tak więc na razie wstawiłem zwykły przełącznik, na jedno uzwojenie, albo dwa szeregowo. Przy okazji się okazało, że na uzwojeniu 60V jest tak naprawdę 70V, więc teraz mogę lampy testować przy 70 i 100 V skutecznego, czyli ok. 95 i 140 V szczytowego.
Dodałem też drugi przełącznik, A1/A2, co jak się można domyślić służy przełączaniu anod w lampach podwójnych. Katody i siatki są połączone ze sobą na stałe.
Przy okazji stwierdziłem, że w układzie jest błąd, miernik mierzy sumę prądu anodowego i drugiej siatki pentody, a powinien być włączony tylko w obwód anody. Siatka druga powinna być podłączona bezpośrednio do transformatora. Ale to poprawię później ...
Jak wspomniałem, wyskalowałem amperomierz, na razie zakres jest 10 mA.
Jako diody dałem szeregowo prostowniczą i "szotkę', co jakimś cudem dało prawie idealnie 1V spadku napięcia między katodą i siatką. Będzie łatwiej liczyć.
Na koniec dodałem drugą podstawkę do podwójnych triod w rodzaju ECC85 itp. Do ECC81-83 trzeba tylko inaczej podłączyć żarzenie.
Jest jeszcze bardzo mało istotna modyfikacja, równolegle do diod wstawiłem opornik 680R. Na wskazania przyrządu nie ma on żadnego wpływu, ale oscyloskop pokazywał mi głupoty kiedy badałem układ.

Pomierzyłem kilkanaście innych lamp.
Kupiłem ostatnio trochę 6N1P-EW NOS, mam też kilka używanych 6N1P (ale nie EW), więc było co porównywać.
Otóż nowe lampy różnią się emisją pomiędzy poszczególnymi egzemplarzami (rzędu +/- 10%), ale już pomiędzy połówkami tej samej lampy różnica jest rzędu 2-3%, natomiast wzmocnienie jest prawie identyczne dla obu połówek.
Używane "nie-EW" mają różnice emisji i wzmocnienia rzędu 50% pomiędzy połówkami. Zastanawiam się czy mogły być takie od nowości, czy mogą się aż tak różnie starzeć, czy po prostu różnica wynika z tego, że mogły pracować w innych układach (np. pół jako wzmacniacz i pół jako wtórnik), albo z innym poziomem sygnału ...

Tak więc opisywany miernik jeszcze raz potwierdził praktyczną użyteczność.
Natomiast ciągle nie wiem jak porównać odczyty z miernika z danymi katalogowymi, ale to się na pewno da zrobić.
Jestem przekonany, że ten układ potrafi więcej niż się spodziewacie.

[Locutus]

Przy okazji skalowania miliamperomierza, włączyłem w układ szeregowo multimetr cyfrowy. Ku mojemu zaskoczeniu oba mierniki pokazywały to samo zarówno w układzie miernika lamp, jak i przy podłączeniu do źródła prądu stałego (bateryjka AA). Niby tak powinno być, ale mam złe doświadczenia z pomiarami przebiegów odkształconych miernikami cyfrowymi i spodziewałem się sporego błędu.

Jaki typ ustroju masz w tym miliamperomierzu ?
Zbieżność pomiaru, sugeruje pomiar wartości średniej * przeskalowanie 'do skutecznej' albo 'w cyfraku' masz ednak pomiar TRMS

Pomierzyłem kilkanaście innych lamp.
Kupiłem ostatnio trochę 6N1P-EW NOS, mam też kilka używanych 6N1P (ale nie EW), więc było co porównywać.
Otóż nowe lampy różnią się emisją pomiędzy poszczególnymi egzemplarzami (rzędu +/- 10%), ale już pomiędzy połówkami tej samej lampy różnica jest rzędu 2-3%, natomiast wzmocnienie jest prawie identyczne dla obu połówek.

Katalogowo dla 6N1P-EW:

Używane "nie-EW" mają różnice emisji i wzmocnienia rzędu 50% pomiędzy połówkami. Zastanawiam się czy mogły być takie od nowości, czy mogą się aż tak różnie starzeć, czy po prostu różnica wynika z tego, że mogły pracować w innych układach (np. pół jako wzmacniacz i pół jako wtórnik), albo z innym poziomem sygnału ...

Katalogowo dla 6N1P:

Jak widać, wersja 'zwykła' może mieć nawet 2x większy rozrzut parametrów. Z mojego doświadczenia , rzeczywistość to potwierdza....
Jeżeli dla danej lampy istnieje wersja EW to 'zwykłe' omijam szerokim łukiem.
Wiekszość osób nie zdaje sobie sprawy, że różnice w wykonaniach to nie tylko gwarantowany czas pracy (3-5x dłuższy dla 'E").

[tuxcnc]

Ustrój pomiarowy jest magnetoelektryczny, bez prostownika. Taki miernik pokazuje wartość skuteczną składowej stałej mierzonego przebiegu. Teoretycznie miernik cyfrowy z przetwornikiem całkującym powinien pokazywać to samo, ale w praktyce różnie bywa. Ja mam najtańszy chiński multimetr za kilkanaście złotych i ma on tylko taka wadę, że "długo myśli" zanim pokaże prawidłowy wynik, poza tym jest bardzo dokładny i jak widać radzi sobie z przebiegiem 50Hz wyprostowanym jednopołówkowo. Cóż, zawsze można wziąć diodę, opornik, jakiś transformator i sprawdzić czy dany miernik pokazuję to co wynika z obliczeń.

Co do lamp "EW" i "nie-EW", to jest to trochę głębszy problem. Mam kilka 6Ż1P-EW i kilka 6Ż1P "nie-EW", wszystko NOS z pudełeczek. Lampy "nie-EW" mają duży rozrzut parametrów, ale to są lampy pojedyncze, jak się ma ze trzy to się da wybrać taką jak potrzeba. Jednak w podwójnych triodach jest jeszcze problem symetrii. W niektórych układach jest to niedopuszczalne żeby połówki różniły się dwukrotnie prądem i współczynnikiem wzmocnienia. I tutaj może być problem, bo się może okazać, że i z kilkudziesięciu "nie-EW" nie wybierze się takiej jak potrzeba.
Ja się w ogóle zastanawiam, czy przypadkiem podział na lampy "wojskowe" i "cywilne" nie wynika wcale z różnic w procesie produkcji, tylko z selekcji lamp schodzących z tej samej taśmy. Mam taką ciekawostkę, kupiłem dziesięć lamp 6Ż3P-E z nieotwieranego kartonu, każda w pudełeczku, a na każdym pudełeczku napisane długopisem coś w rodzaju "5,7/5,8/73 -0,1", to ewidentnie wyniki pomiarów, szkoda że nie wiem jakim przyrządem i w jakich punktach charakterystyki. Wszystkie lampki włożone w mój miernik dają praktycznie takie same wskazania. Nie chce mi się wierzyć, żeby było możliwe wyprodukowanie partii identycznych elektrycznie lamp, to musiała być selekcja dla bardzo wymagającego klienta.

[Locutus]

Co do lamp "EW" i "nie-EW", to jest to trochę głębszy problem. Mam kilka 6Ż1P-EW i kilka 6Ż1P "nie-EW", wszystko NOS z pudełeczek. Lampy "nie-EW" mają duży rozrzut parametrów, ale to są lampy pojedyncze, jak się ma ze trzy to się da wybrać taką jak potrzeba. Jednak w podwójnych triodach jest jeszcze problem symetrii. W niektórych układach jest to niedopuszczalne żeby połówki różniły się dwukrotnie prądem i współczynnikiem wzmocnienia. I tutaj może być problem, bo się może okazać, że i z kilkudziesięciu "nie-EW" nie wybierze się takiej jak potrzeba.

Przy lampach 'podwójnych' ten problem dotyczy wszystkich wersji wykonania.
Często połówki różnią się dość znacznie (ale w obrębie tolerancji). Kwestia partii i szczęścia przy zakupie
Przy EW jest trochę łatwiej bo mają węższą tolerancja...

Ja się w ogóle zastanawiam, czy przypadkiem podział na lampy "wojskowe" i "cywilne" nie wynika wcale z różnic w procesie produkcji, tylko z selekcji lamp schodzących z tej samej taśmy. Mam taką ciekawostkę, kupiłem dziesięć lamp 6Ż3P-E z nieotwieranego kartonu, każda w pudełeczku, a na każdym pudełeczku napisane długopisem coś w rodzaju "5,7/5,8/73 -0,1", to ewidentnie wyniki pomiarów, szkoda że nie wiem jakim przyrządem i w jakich punktach charakterystyki. Wszystkie lampki włożone w mój miernik dają praktycznie takie same wskazania. Nie chce mi się wierzyć, żeby było możliwe wyprodukowanie partii identycznych elektrycznie lamp, to musiała być selekcja dla bardzo wymagającego klienta.

W zasadzie to nie ma takiego pojęcia jak wykonanie "wojskowe"
Chociaż faktem jest, że zapewne 100% dostaw kontraktowych to były lepsze wykonania:
E - długowieczne
W - o podwyższonej odporności mechanicziej

Dla 6Ż3P "punkt pomiarowy":
Ua=250V
Ug2=150V
Ug1=-1V

Ia= 8.2 - 10.8 - 13.4mA
Ig2= 2 - 4 - 6 mA
s= 3.9 - 4.9 - 5.9 mA/V
Ig1 < 1uA

I tym oto sposobem, właśnie zabrakło Ci jednego napięcia w przyrządzie...

[tuxcnc]

I tym oto sposobem, właśnie zabrakło Ci jednego napięcia w przyrządzie...

Po raz kolejny muszę tłumaczyć, że nie opisuję gotowego przyrządu, a jego pomysł i wyniki pierwszych prób. Nawiasem mówiąc, to ile i jakich napięć będzie do dyspozycji zależy wyłącznie od tego, jakiego transformatora użyjemy. Ja na przykład miałem taki strzał https://archiwum.allegro.pl/oferta/tran ... 17847.html i na razie tego transformatora używam. Jest pięć uzwojeń wtórnych, które można dowolnie łączyć i nic nie stoi na przeszkodzie żeby mieć inne napięcie na anodzie i inne na siatce trzeciej. Miernik też można sobie przełączać gdzie akurat potrzeba.
Co do punktów charakterystycznych, dla których są podane parametry w katalogach, to też nie jest konieczne ustawienie dokładnie takich samych napięć. W pewnym zakresie mierzone parametry będą proporcjonalne, można je sobie przeliczyć, albo znaleźć na charakterystyce. Problem sprowadza się do tego, czy miernik w proponowanym układzie ma liniową zależność wskazań od parametrów lampy. Bo np. układ ze strony fonar jest bez wątpienia nieliniowy i zasadniczo to wskaźnik a nie miernik.
Jak pisałem na wstępie, założenie było takie, żeby można było zmierzyć emisję i dobrać lampy w pary, co ewidentnie mój układ potrafi. Teraz jest pytanie co potrafi jeszcze ?