Выносной пробник с лампой 6Х2П для вольтметра В7-26

Предлагаемый пробник предназначен для замены штатного выносного пробника универсального вольтметра В7-26 [1], в котором в качестве выпрямителя применён дефицитный сегодня высокочастотный диод 6Д24Н [2, с. 53], позволяющий измерять напряжение переменного тока синусоидальной формы частотой от 20 Гц до 1000 МГц. Размеры предлагаемого пробника дают возможность при необходимости установить в него любой миниатюрный вакуумный высокочастотный детекторный диод с катодом косвенного подогрева напряжением накала 5,7...6,9 В и током накала не более 300 мА в керамическом или стеклянном корпусе. Если достаточно производить измерения в интервале частот 4 Гц...80 МГц, можно применить менее высокочастотный и более доступный двойной диод 6Х2П [2, с. 54-56] с минимальной доработкой вольтметра В7-26.

Гарантированная наработка диода 6Д24Н, используемого в качестве выпрямителя измеряемого переменного напряжения в вольтметре В7-26, довольно мала - 1500 часов. Несмотря на это, даже при измерении постоянного напряжения или электрического сопротивления накал диода остаётся включённым. У двойного диода 6Х2П гарантированная наработка гораздо больше (5000 часов). Следует также отметить, что он намного дешевле диода 6Д24Н.

Примечание.Критерий долговечности диода 6Д24Н - снижение выпрямленного напряжения на 1 %, а двойного диода 6Х2П - снижение выпрямленного тока приблизительно на 5 %. С этим, видимо, и связано различие в гарантированной наработке этих ламп.

Допустимая погрешность вольтметра В7-26 при измерении через входные гнёзда в частотном диапазоне 20 Гц... 20 кГц достигает ±4 %, что объясняется нерациональным использованием выносного пробника. При таких измерениях пробник вставляют в предназначенное для него гнездо, где его щуп соединяется (согласно схеме [3]) с конденсатором С5, а измеряемое напряжение поступает на него по неэкранированным проводам, подключённым к гнёздам X2 и X4 (согласно той же схеме).

В новом пробнике вместо диода 6Д24Н применён двойной диод 6Х2П (использована только одна его половина). Он обеспечивает погрешность ±1 % в диапазоне частот 4Гц...1 МГц, при этом все измерения напряжения производят только с помощью самого пробника и изготовленных для него ВЧ- и НЧ-колпачков.

Пробник позволяет индицировать наличие высокочастотного напряжения с частотой 80...1000 МГц. АЧХ вольтметра с этим пробником показана на рис. 1, где уровень 0 дБ соответствует 1 Вэфф.

Рис. 1. АЧХ вольтметра с пробником

Основные технические характеристики вольтметра с новым пробником

Измеряемое синусоидальное переменное напряжение, Вэфф...............0,1...300

Частота измеряемого переменного напряжения, Гц......................4...80·10⁶

Основная погрешность, %, от верхнего предела измерения в диапазоне частот:

4Гц...1 МГц .................±1

1 МГц...35 МГц...............±4

35 МГц...50 МГц ............±10

50 МГц...70 МГц ............±20

70 МГц...80 МГц ............±30

Принципиальная схема пробника изображена на рис. 2, а схемы ВЧ- и НЧ-колпачков для него - соответственно на рис. 3 и рис. 4. Нумерация резисторов и конденсаторов соответствует принципиальной схеме вольтметра В7-26 [3]. Позиционный номер конденсатора С5 НЧ-колпачка унаследован от имеющего такую же ёмкость конденсатора С5 вольтметра, который необходимо отключить. Конденсатор С3 ВЧ-колпачка унаследовал свой позиционный номер конденсатора С3 штатного пробника, который теперь не используется.

Рис. 2. Принципиальная схема пробника

Рис. 3. Схема ВЧ-колпачка

Рис. 4.Схема НЧ-колпачка

X1 - гнездо приборное Г1,6. Зажим X2 - "крокодил" AG-103-A. X4 и X6 - штекеры Ш1,6 без наружных изолирующих частей. Резистор R1 и конденсатор C4 аналогичны установленным в старом пробнике согласно схеме [3]. Конденсатор С3 - К15-5, конденсатор С5 - импортный или К73-17 на напряжение не менее 450 В.

Чтобы понизить нижний предел частоты измеряемого напряжения с 20 до 4 Гц, в вольтметре необходимо заменить конденсаторы МПО C7 и C8 (согласно схеме [3]) ёмкостью по 3000 пФ конденсаторами К73-16 ёмкостью 0,1 мкФ на напряжение 630 В.

Пробник собран в металлическом корпусе, служащем его экраном и состоящем из двух частей (2 и 5 на рис. 5). Внутри корпуса размещены лампа VL1 (14), резистор R1, конденсатор C4 и гнездо X1 (6). Корпус электрически соединён с выводом 1 лампы 6Х2П, а также с металлической окантовкой ламповой панели ПЛ7-3к (13). Зажим "крокодил" X2 (11) соединён с выводом 1 ламповой панели изолированным гибким многожильным проводом сечением по меди 4 мм² и длиной не более 130 мм. Общий экран кабеля, соединяющего пробник с прибором,следует соединить с зажимом защитного заземления последнего, но он не должен соединяться с экраном пробника. Части корпуса зафиксированы упругими защёлками (3), на место стыка сверху надета термоусаживаемая трубка (4). В задней части корпуса расположен ввод кабеля (1) - пластмассовый серии MGA с наружной резьбой М12 или металлический с наружной резьбой 1 /2"-20 UNF.

Электрические соединения внутри пробника выполнены отрезками провода МГТФ, проходящими между стенкой корпуса и баллоном лампы, температура поверхности которого не превышает 50 ^оС (лампа работает при минимальном напряжении накала 5,7 В). При температуре окружающей среды 30 ^оС температура поверхности пробника после двухчасового прогрева не превышает 45 ^оС.

На рис. 5 пробник показан с установленным на нём ВЧ-колпачком, состоящим из пластикового корпуса (7), латунного щупа X4 (10), штыря X3 (8) и конденсатора С3 (9). После монтажа деталей вся полость корпуса (7) заполнена эпоксидным компаундом.

Рис. 5. Пробник с установленным ВЧ-колпачком

На рис. 6 показан фрагмент пробника с пристыкованным к нему НЧ-колпачком, состоящим из пластмассового корпуса (6), латунного щупаX6 (7), штыря X5 (2), пластмассовой втулки (4) с защитным буртиком, текстолитовой шайбы (1) и конденсатора С5 (3). Вся полость корпуса (6) после монтажа деталей до краёв заполнена эпоксидным компаундом. Сразу после его затвердевания пластиковая втулка (4) установлена буртиком вверх и тоже заполнена эпоксидным компаундом. Позиция 5 - отвердевший компаунд в месте стыка корпуса 6 с втулкой 4.

Рис. 6. Фрагмент пробника с пристыкованным к нему НЧ-колпачком

На плате вольтметра, кроме замены конденсаторов C7 и С8, необходимо на соприкасающиеся поверхности транзистора V4 [3] и теплоотвода нанести пасту КПТ-8 в случае её отсутствия. Температура поверхности теплоотвода после этого не превышает +60 ºC, температура поверхности силового трансформатора T1 [1] не превышает +40 °C после двухчасового прогрева при температуре окружающей среды +30 ^оС.

Подключив пробник к вольтметру, необходимо подстроечным резистором R31 последнего установить напряжение накала лампы 6Х2П 5,7±0,2 В. Собранные без ошибок и из исправных деталей пробник и измерительные колпачки в налаживании не нуждаются.

Перед началом работы необходимо заземлить вольтметр, включить его и прогреть не менее 15 мин. ВЧ-колпачок используют при измерении напряжения частотой 1 кГц... 80 МГц. НЧ-колпачок предназначен для измерения напряжения частотой 4 Гц...20 кГц. В остальном работа соответствует руководству по эксплуатации вольтметра B7-26.

Работа прибора с новым пробником была проверена при измерении напряжения синусоидальной формы частотой до 25 МГц, источником которого был генератор АКИП3409/4 со встроенным вольтметром. Источником напряжения синусоидальной формы частотой до 80 МГц был генератор Г4-116, имеющий калиброванный аттенюатор.

Таблица

В таблице приведены значения относительной погрешности результатов проведённых измерений, выраженной в процентах от установленных верхних пределов измерения. Они получены при различной частоте измеряемого напряжения синусоидальной формы.

Литература

1. Универсальный вольтметр В7-26. - URL: http://mirznanii.eom/a/1 21906/ universalnyy-voltmetr-v7-26 (16.05.2019).

2. Кацнельсон Б. В., Ларионов А. С. Отечественные приёмно-усилительные лампы и их зарубежные аналоги. - М.: Энергоиздат, 1981.

3. Вольтметр универсальный В7-26. Электрическая схема. - URL: http:// izmer-tech.narod.ru/multim/V7-26.djvu (16.05.2019).

Автор: Д. Молоков, г. Нижний Тагил Свердловской обл.

Источник: журнал "Радио"