Das Röhrenmeßgerät Funke W19 - Aufbau und Arbeitsweise

Messreihen mit Glimmstabilisatoren

Es scheint schwierig zu sein, eng tolerierte Glimmstabilisatoren herzustellen. Jedenfalls geben die Hersteller recht weite Exemplarstreuungen an. So findet man in den Datenblättern statt der festen 150 V meist die Angabe eines Bereichs von 144 V bis 156 V. Ich habe einmal mehrere Exemplare der folgenden Glimmstabilisatoren im W19 selbst gemessen.

Wer seinen Glimmstabilisator einmal nachmessen will, kann sich im Downloadbereich die Prüfkarte S0001 herunterladen. Mit dieser Karte kann man die Brennspannung von außen messen, also ohne das W19 öffnen zu müssen.

Typ

Exemplar

Brennspannung im Leerlauf

GR150/DA

1

152,2 V

GR150/DA

2

145,3 V

GR150/DA

3

156,0 V

GR20-12

1

147,7 V

GR20-12

2

154,2 V

GR20-1112

1

153,2 V

GR20-1112

2

160,3 V

GR20-812

1

146,0 V

Ihr seht das Chaos. Egal welchen Typ man nimmt, die Brennspannungen schwanken erheblich. Wie soll man da genau messen?

Die Karte S0001 misst die Brennspannung im Leerlauf, also ohne aufgesteckte Röhre. Ich habe mir selbst die Regel erdacht, dass der Glimmstabilisator in dieser Situation möglichst genau bei 150 V brennen sollte. Mir fehlen einfach die Sollwerte, die Max bei der Konstruktion des W19 angenommen hat.

Der folgende Versuch mit einer EL 84 soll klären, ob bei einer Emissionsmessung die Brennspannung konstant bleibt. Zunächst ein Foto vom Versuchsaufbau. Ihr seht das W19 mit der aufgesteckten EL 84. Das Multimeter links zeigt die Gitterspannung, das Multimeter rechts die Brennspannung. Mit einem umgebauten Steckernetzteil führe ich der EL 84 über die Buchse G1 eine veränderliche Gitterspannung zu. Das Instrument zeigt den Anodenstrom an. Ich verwende einen GR150/DA, der im Leerlauf recht genau bei 150 V brennt.

Foto_Kennlinienaufnahme_GR150DA_820

Foto vom Beginn des Versuchs: Gitterspannung 0V ;  Brennspannung 121,7 V

Der Versuch beginnt mit einer Gitterspannung von 0 V. Es fließen nun 41 mA Anodenstrom. Die Brennspannung ist auf 121,7 V gefallen. Der Glimmstabilisator kann den Sollwert von 150 V offenkundig nicht halten kann.
Im weiteren Verlauf vermindere ich die Gitterspannung schrittweise bis auf -8,8 V. Der Anodenstrom nimmt natürlich ab.

Mit sinkendem Anodenstrom steigt die Brennspannung. Dem Glimmstabilisator fällt es nun leichter, den Sollwert zu erreichen. Das ist das Wesen der Glimmstabilisatoren in Querregelung. Ändern lässt sich daran nichts. Aber wir dürfen auch nichts ändern, denn die Skalierung der Karten berücksichtigt diesen Effekt.

Die folgende Grafik zeigt den Verlauf des Anodenstroms in Abhängigkeit von der Gitterspannung. Rechts daneben seht ihr die Brennspannung in Abhängigkeit zum Anodenstrom.

Kennlinie_GR150DA_820

Überlegen wir:
Die Emission der EL 84 wird in Schalterstellung 12 mit 0 V Gitterspannung gemessen. Der Prüfstift 53 sollte eigentlich für 150 V Anodenspannung sorgen und den entsprechenden Anodenstrom fließen lassen.  Das Gleichstromnetzteil des W19 kann bei 40 mA aber nur circa 121 V Anodenspannung liefern. Also erfolgt die Emissionsmessung tatsächlich nur mit diesen 121 V. Der “Fehler” wird durch die Skalierung der Prüfkarte ausgeglichen. Man kann hier eigentlich nicht von einem Fehler oder einer Ungenauigkeit sprechen. Diese Verfahrensweise entspricht der Grundkonzeption. Sie beeinträchtigt die Messungen nicht.

Das Hilfsgitter sollte über Stift 33 eigentlich mit 100 V versorgt werden. Ich habe die Hilfsgitterspannung bei diesem Versuch einmal bei Ug1 = 0 V nachgemessen. Auch hier stellen sich folgerichtig nur 85 V ein.

 

Max weist auf Seite 14 der Bedienungsanweisung auf die fallende Brennspannung hin:

Seite14_Verlöschen_des_Glimmstabilisators_820

Auszug aus Seite 14 der Bedienungsanweisung

Das gänzliche Erlöschen des Glimmstabilisators stellt den Extremfall dar, in dem die Regelung vollständig aussetzt.

Ersetzt man den Glimmstabilisator müsste man eigentlich nicht nur auf die Brennspannung im Leerlauf achten, sondern auch auf die Form der Kennlinie.

Hier habe ich einmal die Kennlinie eines GR150/DA aufgenommen.

Zur Erläuterung des Oszillogramms: Oben seht ihr die Anodenspannung als gelbe Kurve. Unten die Gitterspannung einer E130L, die ich probeweise aufgesteckt hatte.

Die Gitterspannung steigt kontinuierlich von -15 V an bis auf 0 V. (10 V/Div) (blaue Linie). Dabei erhöht sich der Anodenstrom von 0 auf ca. 80 mA. (Nicht dargestellt)

An der gelben Linie lässt sich erkennen, wie sich dabei die Anodenspannung an der Röhre ändert. Man sieht, dass die Anodenspannung zunächst konstant bei 150 V bleibt und erst ab einem bestimmten Punkt abfällt. (50 V/Div) .

Zum Vergleich hier das Oszillogramm eines SG13S. Es zeigt ziemlich genau den gleichen Verlauf. Also sind die Glimmstabilisatoren durchaus austauschbar

Zum Vergleich habe ich die Kurve einmal ohne eingesetzten Glimmstabilisator aufgezeichnet. Auf den Glimmstabilisator kann man offensichtlich nicht verzichten.

Oszilligramm_Kennlinie_GR150DA
Oszillogramm_SG13S
Oszillogramm_ohne_Glimmstabi