Kazimierz Woliński "Przyrząd do badania lamp"
Radioamator 10/1955

     Jednym z podstawowych przyrządów w praktyce radioamatorskiej jest przyrząd do badania lamp. Naprawę każdego odbiornika radiowego powinno się rozpoczynać przede wszystkim od zbadania znajdujących się w nim lamp. Dopiero wtedy, gdy nie mamy już żadnych wątpliwości co do ich stanu, można przystąpić do dalszego badania i naprawy odbiornika.
     Przyrząd do badania lamp powinien pozwalać na przeprowadzenie następujących pomiarów kontrolnych:
  • badanie całości włókna żarzenia (czy nie jest ono zerwane);
  • badanie, czy nie ma zwarć między poszczególnymi elektrodami;
  • mierzenie prądu anodowego przy stałym napięciu anodowym;
  • badanie działania siatki sterującej (tj. jej wpływu na wartość prądu anodowego);
  • badanie każdego zespołu lampy podwójnej – oddzielnie.

     Prócz tego powinien mieć on niewielkie rozmiary (łatwa przenośność) i być prosty w obsłudze. Przyrząd, jaki opisuję, od roku całkowicie spełnia te wymagania i nigdy mnie nie zawiódł.
     Przyrząd (uwidoczniony na zdjęciu) składa się z 6 zasadniczych części: układu zasilającego; miliamperomierza; płyty kontaktowej wraz z wtyczkami; 6 podstawek lampowych; obudowy; kart indywidualnych dla lamp.
     Zasadniczy układ wraz z badaną lampą przedstawiono na rys.1, a schemat ideowy przyrządu – na rys.2.


Rys.1

Rys.2

     Do anody badanej lampy – poprzez miliamperomierz doprowadzamy z prostownika napięcie stałe, a przełącznikiem P1 wybieramy odpowiednie napięcie żarzenia. Siatka sterująca lampy połączona jest przez opornik upływowy R3 bezpośrednio z katodą (P2 – zwarty) lub przez opornik R2 (P2 – rozwarty). W pierwszym przypadku ujemne napięcie siatki równe zeru, w drugim – na skutek spadku napięcia anodowego na oporniku R2 – potencjał siatki sterującej względem katody będzie ujemny. Przy potencjale siatki takim samym jak katody (0) prąd anodowy będzie większy niż przy potencjale siatki ujemnym. Przy zwieraniu i rozwieraniu opornika R2 strzałka miliamperomierza będzie się odpowiednio wychylała. Wielkość wychylenia strzałki zależna będzie od typu danej lampy, a więc jej prądu anodowego Ia. Tak będzie się zachowywał przyrząd w przypadku, gdy lampa nie jest uszkodzona.
     W przypadku zwarcia ekranu lub anody z siatką sterującą prąd popłynie przez opornik upływowy R3 do minusa (obwód zamknięty). Ponieważ opornik ten jest rzędu 1M, nie ma obawy o uszkodzenie miliamperomierza; jego strzałka przy wyłączonym żarzeniu (przełącznik P1 ustawiony na styku „neon”) wychyli się o jedną działkę (0,5mA). Przy włączonym żarzeniu nie możemy stwierdzić zwarcia siatki sterującej z anodą czy ekranem, ponieważ zarówno w przypadku zwarcia jak i braku zwarcia popłynie przez lampę prąd anodowy i strzałka miliamperomierza wychyli się prawie jednakowo. W pierwszym przypadku lampa w przyrządzie zachowuje właściwości triody, w drugim – lampy prostowniczej (opornik R3 ze względu na swą dużą oporność nie odgrywa praktycznie żadnej roli).
     W przypadku zwarcia siatki sterującej z katodą lub włóknem żarzenia w lampach bezpośrednio żarzonych - strzałka miliamperomierza wychyli się wprawdzie normalnie, jak przy lampie uszkodzonej, lecz przy rozwieraniu opornika R2 - nie zareaguje.
     A jak zbadać czy nie ma zwarcia anody z ekranem? Jeżeli lampa jest nieuszkodzona, to po odłączeniu ekranu (wyjęcie odpowiedniej wtyczki) prąd anodowy w lampie zmaleje i strzałka miliamperomierza gwałtownie opadnie, zatrzymując się w pobliżu 0. Przy zwarciu zaś anody z ekranem – strzałka miliamperomierza nie wychyla się.
     Chcąc zbadać czy włókno lampy nie jest zerwane, ustawiamy przełącznik P1 na styku „neon” – rys.2. Gdy włókno jest nieuszkodzone, lampka neonowa „zaświeci” pełnym, czerwonym światłem, w przeciwnym razie nie zareaguje wcale.
     Sposób wykrywania uszkodzeń lamp objaśnia zamieszczona tabela.
     Opisany przyrząd pozwala wprawdzie badać lampy w układzie triody; jeżeli jednak jesteśmy pewni, że ekran nie ma zwarcia z anodą (co wynikło z badania), możemy również być pewni, że lampa nienagannie sprawująca się w układzie triody nie zawiedzie również w układzie pentody.
     Układ zasilający składa się z transformatora, prostownika selenowego oraz filtru oporowo-pojemnościowego. Do montażu użyto transformator ze starego 3-lampowego aparatu radiowego, z tym że usunięto uzwojenia żarzenia lamp, a w zamian nawinięto jedno tylko uzwojenie z odczepami. Wybrano najczęściej stosowane wielkości napięć, a więc 1V, 2V, 4V, 6V, 12V, 20V, 50V. Ze względu na szczupłość miejsca oraz krótkotrwałą pracę badanej lampy, przewidziano nieco mniejszy przekrój drutu niż się zwykle stosuje, a więc: dla napięć od 1V – 4V użyto drut o średnicy 0,6mm, dla 6V – 0,4mm i wreszcie dla pozostałych napięć – drut o średnicy 0,25mm. Izolacja drutu może być emaliowa.
     Jako przełącznika napięciowego użyto 7-stykowy przełącznik nie zwierający dwóch styków położonych obok siebie podczas przechodzenia z jednego zakresu napięcia na drugi (przełącznik używany w głośnikach radiowęzłowych). Jeden ze skrajnych luźnych styków wykorzystano jako odczep dla lampki „neonowej”. Do zmiany napięć anodowych zastosowano mały przełącznik z manetką. Jako prostownika selenowego użyto prostownika o 21 płytkach i średnicy 25mm. Opornik filtrujący R1 obrano celowo o stosunkowo dużej wartości oporności (8K) tak, aby przy badaniu lamp głośnikowych, które mają największy prąd anodowy Ia spadek napięcia na nim był taki, żeby strzałka miliamperomierza (zakres 15mA) wychylała się prawie całkowicie (dobrać eksperymentalnie). Dla lamp prostowniczych używamy niższego napięcia (manetka na styku a).
     Najwięcej uwagi trzeba poświęcić wykonaniu płyty kontaktowej, której budowa, jakkolwiek prosta, wymaga jednak dużej dokładności wykonania (rys.3).


Rys.3. Płytka kontaktowa (widok od spodu). 1 – paski miedziane (szyny) 1mm; 2 – płytka izolacyjna (2÷3mm); 3 – nity średnicy 2mm; 4 – otwory średnicy 2,5mm (gniazdka kontaktowe); 5 – otwory dla nitów mocujących płytkę kontaktową z płytą czołową

A oto jej konstrukcja.
     Do prostokątnej płytki izolacyjnej o wymiarach jak na rys.4a przynitowano z jednej strony 8 pasków miedzianych o grubości 1mm, z drugiej zaś 4 paski tak, aby nawzajem się krzyżowały. W miejscach skrzyżowania wywiercono otwory o średnicy 2,5mm. Paski odizolowane są od siebie płytką ebonitową. Z paskami 1-8 (rys.3) łączą się gniazdka o 6 różnych podstawek lampowych, w których numeracja uwidoczniona jest dalej na rys.8. Cztery dłuższe paski (szyny) przeznaczone są na połączenie ich z odpowiednimi miejscami układu (rys.2), a mianowicie: szyna A – z miliamperomierzem, szyna S – z ujemnym napięciem siatki (opornik R3), szyny ŻK i Ż – z włókien lampy, przy czym ŻK oznacza to miejsce układu, z którym będzie połączona katoda. Wkładając wtyczkę w dany otwór, łączymy odpowiednie gniazdko podstawki lampowej, a więc i elektrodę lampy, z danym miejscem układu. Ażeby jednak otwory były zgrane ze sobą i przechodziły przez środek pasków, najlepiej będzie wykonać płytę kontaktową w następujący sposób.
     Przygotowujemy dwie płytki miedziane o grubości 1mm oraz płytkę ebonitową (lub z innej masy izolacyjnej) o wymiarach jak na rys. 4a, b, c. Obie płytki miedziane traktujemy; w dwóch przeciwległych rogach wiercimy otwory o średnicy 2mm. Z kolei nakładamy symetrycznie jedną płytkę miedzianą na płytkę ebonitową, zaznaczamy kolcem miejsca otworów, wiercimy je w płytce ebonitowej i prowizorycznie nitujemy obie płytki. Następnie odwracamy płytkę ebonitową, przykładamy drugą płytkę miedzianą i po wywierceniu otworów również prowizorycznie nitujemy. Teraz dopiero wiertłem o średnicy 2 i 2,5mm wiercimy otwory w punktach przecięcia się zaznaczonych uprzednio linii. Rozłączamy wszystkie płytki i tniemy na odpowiednie paski, zaznaczając ich kolejność i ustawienie względem płytki ebonitowej. Następnie pilnikiem wyrównujemy paski do szerokości 5mm, a otwory w płytce ebonitowej (tylko dla gniazd kontaktowych!) powiększamy wiertłem o średnicy 3,5mm. Z kolei przystępujemy do nitowania poszczególnych pasków, pamiętając o ich kolejności i właściwym przyłożeniu do płytki ebonitowej. Nity są tak rozstawione, że nie zwierają elektrycznie pasków 1-8 z paskami A, S, ŻK i Ż (rys.3). Pozostałe 4 otwory narożne służą do połączenia płyty kontaktowej z płytą czołową. Po prowizorycznym ich połączeniu, np. śrubkami, wiercimy od strony płyty kontaktowej otwory w płycie czołowej (wiertło 2,5mm), odłączamy obie płyty, a otwory w płycie czołowej powiększamy wiertłem o średnicy 3,5mm. Teraz już na stałe nitujemy ją z płytą czołową.

Rys.4.Wymiary płytek: a – płytka izolacyjna 2÷3mm; b – płytka miedziana grub. 1mm, z której będą wykonane paski 1-8; c – płytka miedziana grub. 1mm, z której będą wykonane paski A, S, Ż, K, Ż Rys.5. Wtyczka (w przekroju)

     Ażeby wiedzieć, w które otwory należy włożyć wtyczki przy badaniu danej lampy, przewidziano dla każdej lampy perforowany kartonik, który nakładamy na płytę czołową. Otwory w kartoniku wskażą, gdzie należy wetknąć wtyczki.
     Dla badania w lampie podwójnej (np. ECH21) każdej części oddzielnie, przy otworach przeznaczonych dla triody umieszczamy napis „tr”; odnosi się to oczywiście tylko do otworów przeznaczonych dla anody i dla siatki sterującej, gdyż żarzenie dla obu zespołów lamp jest wspólne. Chcąc zbadać triodę wkładamy wtyczki w otwory, przy których jest znak „tr”. Przy badaniu heptody wyjmujemy wtyczki z otworów „tr” i wkładamy do otworów nie oznaczonych literami.
     Dla lamp podwójnych z diodami (np. EBL21) oznaczamy odpowiednie otwory na karcie literą d. Przy badaniu diod przełącznik P3 należy przerzucić na niższe napięcie (styk a). W tym samym ustawieniu należy pozostawić przełącznik P3 przy badaniu lamp bateryjnych, a szczególnie serii 1,4V, 1,2V, a także lamp prostowniczych (aby zmniejszyć Ia ze względu na zakres miliamperomierza). Przez rozwieranie opornika R2 przełącznikiem P2 doprowadzamy ujemne napięcie na siatkę sterującą badanej lampy i w ten sposób sprawdzamy jej działanie. Jeżeli siatka nie jest wewnątrz zwarta, prąd anodowy zmaleje.
     Dla przykładu podam kilka wyników badania. Napięcie prostownika mierzone woltomierzem o oporności 345omów/1V w biegu jałowym wynosiło w punkcie a – 150V, w punkcie b – 250V. Przy badaniu triody lampy ECH21 i ujemnym napięciu siatki = 0 (opornik zwarty) napięcie na anodzie Va wynosiło 100V, Ia=6,5mA. Przy ujemnym napięciu siatki: R3=1K, Va=150V, Ia=4mA. Dla heptody przy R3=0, Va=52V, Ia=7,5mA; przy R3=1K, Va=115V, Ia=5mA. Dla lampy 3S4T przy przełączniku P3 na styku a Va=20V, Ia=3mA. Przy zwieraniu i rozwieraniu opornika R3 wskazówka lekko się wychyla.
     Dużą zaletą opisanego przyrządu jest to, że lampa zasilana prądem stałym pracuje prawie w normalnych warunkach (pentody w układzie triody). Nie zachodzi również potrzeba korzystania z dodatkowych notatek, a co za tym idzie – wytężania uwagi przy wsuwaniu odpowiednich wtyczek do gniazd, przy której to czynności łatwo o jakieś przeoczenie. Nieduże wymiary (190mmx80mmx55mm) czynią przyrząd wygodny w użyciu.
     Wtyczki (8 szt.) sporządza się z drutu miedzianego o średnicy 2,5mm i długości 24mm – rys.5. Drut rozcinamy wzdłuż piłeczką do połowy długości. W rozcięcie to wkładamy drut o grubości odpowiadającej szerokości rozcięcia i zginamy w kierunku nie rozciętej części drutu (lepsza sprężystość). Z kolei naciągamy gumkę od wentyla rowerowego o długości 12mm. Przytrzymuje ona drucik, a równocześnie służy jako uchwyt i izolacja wtyczki.
     Karty indywidualne lamp (rys.6) sporządza się z bristolu o wymiarach 70mmx40mm. Jedną z nich (rys.6a) przekłuwamy w punktach odpowiadających otworom płyty kontaktowej.
     Nakłucia oznaczamy: u góry poziomo – cyframi od 1-8 oraz pionowo z boku – literami A, A, ŻK, Ż. Będzie to karta pomocnicza. Za pomocą tej karty i rysunku układu połączeń elektrod lampy z cokołem sporządzamy karty indywidualne dla poszczególnych lamp.

Rys.6 Rys.7 Układ połączeń elektrod z cokołem: a – lampy EBL21 z naniesionymi cyframi z rys. 8 (loctal); b – lampy 6L6 z cyframi z rys. 8 (loctal); c – lampy AF3 (AF7) z cyframi z rys. 8 (boczno-kontakt.)

Przykład 1. Mamy sporządzić kartę dla lampy EBL21 (rys.6b). Notujemy więc, jaką liczbą oznaczone są poszczególne elektrody, a więc: 1=Ż (żarzenie), 2=Ż (żarzenie), 3=A (anoda), 4=S1 (siatka sterująca), 5=E (ekran), 6=d1 (dioda), 7=d2 (dioda), 8=KS3 (katoda+siatka zerowa). Notatki te najwygodniej będzie zrobić w następujący sposób. Posługując się rysunkiem 8 (w tym przypadku bierzemy pod uwagę podstawkę loctal) nanosimy odpowiednie cyfry od 1-8 na układ połączeń elektrod z cokołem dla lampy EBL21 (rys.7a). Z kolei na kartę czystą nakładamy kartę pomocniczą, równamy brzegi i – korzystając z cyfr na układzie połączeń elektrod z cokołem – odpowiednio nakłuwamy kartę.
Z rysunku 7a i 8 (loctal) widzimy, że:

  • cyfra 1 odpowiada literze Ż; nakłuwamy więc kartę czystą przez otwór 1 w szeregu poziomym ŻK karty pomocniczej;
  • cyfra 2 odpowiada literze Ż; nakłuwamy więc kartę czystą przez otwór 2 w szeregu poziomym Ż karty pomocniczej;
  • cyfra 3 odpowiada literze A; nakłuwamy więc kartę czystą przez otwór 3 w szeregu poziomym A karty pomocniczej;
  • cyfra 4 odpowiada literze S; nakłuwamy kartę czystą przez otwór 4 w szeregu poziomym S karty pomocniczej;
  • cyfra 5 odpowiada literze E; nakłuwamy kartę czystą przez otwór 5 w szeregu poziomym A karty pomocniczej;
  • cyfra 6 odpowiada literze d1; nakłuwamy kartę czystą przez otwór 6 w szeregu poziomym A karty pomocniczej;
  • cyfra 7 odpowiada literze d2; nakłuwamy kartę czystą przez otwór 7 w szeregu poziomym A karty pomocniczej;
  • cyfra 8 odpowiada literom KS3; nakłuwamy kartę czystą przez otwór 8 w szeregu poziomym ŻK karty pomocniczej (gdyż katoda powinna łączyć się z żarzeniem) – ras.1.

Przykład 2. Mamy sporządzić kartę dla lampy 6L6 (rys.6c). Na podstawie układu połączeń elektrod z cokołem i naniesionych tam odpowiednio cyfr 1-8 (rys.7b) widzimy, że:

  • cyfra 1=KS3; nakłuwamy kartę czystą przez otwór 1 w szeregu poziomym ŻK karty pomocniczej;
  • cyfra 2 wskazuje na gniazdko „metalizacja” (nie nakłuwamy);
  • cyfra 3=Ż; nakłuwamy kartę czystą przez otwór 3 w szeregu poziomym Ż karty pomocniczej;
  • cyfra 4=4; nakłuwamy kartę czystą przez otwór 4 w szeregu poziomym A karty pomocniczej;
  • cyfra 5=E; nakłuwamy kartę czystą przez otwór 5 w szeregu poziomym A karty pomocniczej;
  • cyfra 6=S1; nakłuwamy kartę czystą przez otwór 6 w szeregu poziomym S karty pomocniczej;
  • cyfra 7 – nie nakłuwamy (luźne);
  • cyfra 8=Ż; nakłuwamy kartę czystą przez otwór 8 w szeregu poziomym Ż karty pomocniczej.

Ponieważ taki sam układ połączeń mają lampy: 6F6, 6V6, 25L6, wobec tego wystarczy 1 karta dla czterech lamp.
     I jeszcze jeden przykład sporządzania karty indywidualnej (rys.6d) dla lampy, tym razem dla takiej, która ma odprowadzenie siatki sterującej na balonie u góry, np. lampa AF3 – rys. 7c. Dla tego rodzaju lamp należy przewidzieć dodatkowo jeszcze jedną wtyczkę, różniącą się od pozostałych tym, że do jej nierozciętego końca przylutowany jest kawałek cienkiego kabelka z uchwytem (czapeczka). Długość kabelka musi być tak dobrana, aby pozwalała na nałożenie czapeczki na każdą tkwiącą w podstawce lampę. Na gniazdko dla siatki sterującej tych lamp wykorzystamy gniazdko luźne, ewentualnie to, z którym łączy się metalizacja (lampy AK2, 6A8, 6K7 i inne). Dlatego też przy sporządzaniu kart indywidualnych dla tych lamp (przy nanoszeniu cyfr na układ połączeń elektrod z cokołem), gniazdko luźne lub gniazdko „metalizacja” będziemy uważali jako gniazdko siatki sterującej (S1).
     Po uwzględnieniu wyżej podanego szczegółu, karta dla lampy AF3 (AF7) będzie miała następujące nakłucia: pierwsze i drugie (1 i 2) – w rzędzie poziomym A (dla anody i ekranu), trzecie (3) – w rzędzie poziomym S (dla siatki sterującej S1 wykorzystane gniazdko luźne) i czwarte (4) w rzędzie poziomym ŻK dla siatki chwytnej (S3).
     W jednym z górnych rogów karty oznaczamy typ lampy, dla którego karta ta jest przeznaczona, a obok nazwy wpisujemy dwie cyfry i symbol mA, oznaczające wychylenie strzałki miliamperomierza podczas próby nowej lampy. Pierwsza cyfra zapisu odnosi się do wskazań strzałki miliamperomierza przy przełączniku P2 rozwartym, druga – do wskazań miliamperomierza przy jego stykach zwartych. Na przykład: EBL21 – tr. 8/9mA, d – 3mA; ECH21 – tr. 4/6,5mA, hept. – 5/7,5mA.
     Zanim jednak to uczynimy należy jeszcze wykonać otwory w miejscach nakłuć. Robimy je rureczką o średnicy 4mm, zaostrzoną na końcu pilnikiem. Kładziemy nakłutą kartę na deseczkę z twardego drzewa, rurkę ustawiamy tak, aby nakłucie znalazło się w jej środku, uderzamy młotkiem – i otwór gotowy. Dla szybszego wyszukiwania żądanej karty dobrze jest przewidzieć dla każdej serii lamp inny kolor karty. Można również, choć nie jest to konieczne, wyrysować układ połączeń elektrod z cokołem.
     Przy badaniu lamp należy przestrzegać właściwego ustawienia przełącznika napięć (P1). Badając lampy wysokowoltowe (serii U) o małym poborze prądu żarzenia, należy włączać początkowo napięcie żarzenia niższe, a gdy włókno się rozgrzeje – napięcie nominalne. Po skończonym badaniu należy ustawić przełącznik napięcia żarzenia na styku „neon” lub 1V, a nie na styku połączonym z najwyższym napięciem, gdyż przy ponownym badaniu, np. lampy niskowoltowej, możemy zapomnieć o właściwym ustawieniu przełącznika napięciowego. Jasny błysk zwróci nam – co prawda – uwagę na tę pomyłkę, lecz już ze szkodą dla samej lampy.

Rys.8. Podstawki lampowe (widok od spodu). Gniazdka „Ż” łączyć na stałe z szyną „Ż”; gniazdka „ŻK” łączyć na stałe z szyną „ZK”; wszystkie gniazdka „1” łączyć ze sobą i przylutować do szyny „1”, analogicznie łączyć wszystkie inne gniazdka z odpowiednimi szynami

Rys.9. Rozmieszczenie detali na obudowie przyrządu

     Na zakończenie warto dodać, że opisany przyrząd można z powodzeniem użyć jako omomierz. W tym celu wystarczy wetknąć jeden koniec badanego opornika w którekolwiek gniazdko kontaktowe w rzędzie A, drugi – w którekolwiek gniazdko kontaktowe w rzędzie ŻK. Badany opornik zamyka wówczas obwód prądu, na skutek czego – zależnie od wielkości oporności – strzałka miliamperomierza odpowiednio się wychyli. Należałoby jedynie wycechować skalę miliamperomierza w omach albo zrobić wykres.
     W modelowym przyrządzie najniższa wartość badanej oporności przy przełączniku napięcia anodowego ustawionym na 250V (styk b) wynosiła 4komy (pełne wychylenie strzałki – 30 działek), najwyższa wartość – 1Mom (wychylenie strzałki o jedną działkę). W podobny sposób możemy również badań upływność elektrolitów. Końce biegunów kondensatora elektrolitycznego załączone do gniazdek kontaktowych, podobnie jak przy badaniu oporników, zamykają obwód. Wskazówka miliamperomierza wychyli się wówczas gwałtownie i powoli zacznie opadać. Im jej położenie będzie bliższe zera, tym upływność kondensatora będzie mniejsza, a więc i kondensator będzie lepszy. Wskazania te zależne są również od wartości pojemności kondensatora. Przy bardzo dobrym elektrolicie o pojemności 32µF strzałka miliamperomierza powinna zatrzymać się na pierwszej działce (0,5mA).
     Na rys.9 przedstawione są detale i ich rozmieszczenie na obudowie przyrządu.

[artykuły]

© 2000-2002 FonAr Sp. z o.o. e-mail: waw@fonar.com.pl