Das Röhrenmeßgerät Funke W19 - Aufbau und Arbeitsweise

Ersatz des Instruments

Das Instrument ist recht empfindlich und kann bei unvorsichtigem Gebrauch zerstört werden.

Gefahren drohen durch einen zu hohen Messstrom, der den Zeiger gegen die rechte Begrenzung schlägt und diesen ggf. abreißt. Natürlich kann ein zu hoher Strom auch die Drehspule verbrennen.

Eine Reparatur ist nicht gerade einfach. Deshalb habe ich mir überlegt, wie man das Instrument ersetzen kann.

 

1 Möglichkeit:
Hilfsweise besteht die Möglichkeit, ein externes Multimeter anzuschließen.

Schaltbild_Ersatz_Methode1_400

Dazu zuerst das Schaltbild des Instruments. Lässt man den Prüfstift (Position 64-71, also 1 mA bis 250 mA) weg, so kann kein Strom über das Instrument fließen. Das gibt uns die Gelegenheit, ein Multimeter einzufügen.

1. Messbereich bis 25 mA am analogen Instrument
Wir verwenden die Buchsen VI und IV.

2. Messbereich bis 250 mA am analogen Instrument
Wir verwenden die Buchsen I und IV.

Damit ist der Stromkreis wieder geschlossen. Das analoge Instrument zeigt keinen Ausschlag. Der Anodenstrom ist am Multimeter abzulesen.

Eine kleine Abweichung wird sich durch die Schaltungsänderung ergeben. Das analoge Instrument besitzt einen Innenwiderstand von 80 Ohm, das digitale Multimeter vermutlich einen niedrigeren. Damit fließt bei der Ersatzmessung mit dem Multimeter ein höherer Strom als beim analogen Instrument.

Man kann dies ausgleichen, indem man dem Multimeter einen Widerstand in Serie schaltet, der zusammen mit dem Innenwiderstand des Multimeters gerade 80 Ohm ergibt.

2 Möglichkeit:
Man kann auch das Instrument gegen ein anderes analoges Instrument ersetzen. Im Grunde genommen kann man jedes Drehspulmesswerk einsetzen, das 500 µA zum Vollausschlag benötigt und einen Gleichstromwiderstand von 160 Ω oder weniger (Ausgleich durch R11) hat. Die Messwiderstände des defekten Geräts müssen dazu alle noch intakt sein.

Der Zeigerausschlag wird vermutlich nicht dem Aufdruck der Prüfkarte entsprechen, aber die Anzeige sollte korrekt sein. Die Skala wird man von Hand umschreiben müssen.

3 Möglichkeit:
Eine weitere Methode ist die Verwendung eines 3 1/2-stelligen digitalen Anzeigeinstruments.

Schaltbild_Instrument2_400

Aber ehe wir uns damit beschäftigen wollen wir uns überlegen, was das Instrument eigentlich leistet.

In den Schalterstellungen 2 bis 10 zeigt es Fehler in der Röhre an. Das geschieht einfach dadurch, dass es entgegengesetzt gepolt geschaltet wird und dadurch im Fehlerfall nach links ausschlägt (F). Das entgegengesetzte Polen geschieht automatisch durch den Prüfschalter.

In den Schalterstellungen 11 bis 14 zeigt es den Anodenstrom an. Hier ist zu bemerken, dass über die Prüfstifte der Messbereich zwischen 1 mA und 250 mA gewählt wird.

Betrachten wir zunächst nur den Fall der Strommessung. Wie das Instrument in den Schalterstellungen 11 bis 14 an die Röhre angeschaltet ist, seht ihr links.

Wir brauchen eine Möglichkeit, ein digitales Anzeigeinstrument zwischen den Übertrager und den Pluspol des Netzteils einzufügen, ohne die übrigen Funktionen zu beeinträchtigen.

Aber da ist zunächst das Problem der Messbereiche. Das W19 hat sieben Messbereiche, die durch einen Prüfstift ausgewählt werden. Unser digitales Instrument kommt mit aber weniger aus.

Betrachten wir die 3 1/2-stellige Anzeige. Diese liefert mit einer Kommastelle eine recht gute Auflösung in den oberen Messbereichen. Wir können bis 199,9 mA messen. Das ist etwas weniger als Max es kann, aber es sollte genügen. Ich habe noch nie mehr als 180 mA gemessen. Wenn dieser Extremfall einmal auftreten sollte, kann man sich noch mit Methode 1 helfen.

Im kleinen Messbereich sieht es günstiger aus. Er reicht bis 19,99 mA bei einer Auflösung von 10 µA, was in etwa der Ablesemöglichkeit im 1 mA Messbereich bei Max entspricht.

Instrument
Schaltbild_Instrument3_400

So sieht dann der Umbau aus.

Die vorhandenen Shunts entfallen und werden ersetzt durch zwei neue. Im Messbereich bis 200 mA beträgt der Wert 1 Ω. Das errechnet sich wie folgt.

Digitale Instrumente benötigen meist 200 mV zum Vollausschlag. Also 200 mV / 200 mA = 1 Ω. Entsprechend sind im 20 mA-Messbereich 200 mV / 20 mA = 10 Ω erforderlich.

Eine manuelle Umschaltung des digitalen Instruments kann ich leider nicht verhindern. Es ist ein hochwertiger Umschalter vonnöten, weil der kleinste Übergangswiderstand bereits Messabweichungen verursacht.

Die Widerstände sollten Messwiderstände mit einer Toleranz von 0,1% sein.

Parallel zum Instrument liegt ein Kondensator. Er soll die Restwelligkeit des Prüfstroms ausgleichen.

Soweit die Strommessung.

Aber wie sieht es mit der Fehleranzeige aus? Nun, das regelt sich gewissermaßen von selbst. Das Instrument wird entgegengesetzt gepolt und zeigt negative Werte an. In der obigen Schaltung sind es ca. -0,25 (ohne Maßeinheit).