-
Anordnung zum Prüfen und Messen von Kondensatoren in einer Elektronenröhrenschaltung
Die Erfindung betrifft leine Anordnung zum Prüfen und Messen von Kondensatoren,
insbesondere Elektrolytkondensatoren, unter normaler Betriebsspannung.
-
Die bekannten Verfahren zur einfachen betriebsmäßigen Durchprüfung
von Kondensatoren benutzen meistens ein empfindliches Wechselstrommeßinstrument,
z. B. ein Gleichrichterinstrument, das in Reihe mit dem zu prüfenden Konsator und
einer Wechselspannungsquelle von bekannter Spannung und Frequenz liegt, zur Kapazitätsmessung.
Für Elektrolytkondensatoren sindmeistens Brückenverfahren gebräuchlich. Eine Belastung
des Kondensators während der Messung mit Gleichspannung ist mit den jetzt üblichen
Verfahren nur schwer durchzuführen. E1ektrolytkondensatoren oder Kondensatoren mit
einem größeren Querwiderstand lassen sich nur unter Beachtung von Vorsichtsmaßregeln
prüfen, wobei oft viel zu hohe Kapazitätswerte festgestellt werden.
-
Die vorliegende Erfindung benutzt die bekannte Glättungswirkung von
Kondensatoren hinter einem Gleichrichter und die daraus sich ergebende Gleichspannungserhöhung
zur Messung von Kondensatoren unter Betriebsspannung. Die sich hieraus gegenüber
den bekannten Verfahren ergebenden Vortleile sind folgende: Fortfall des Wechselstrommeßinstrumentes,
Verwendung leine normalen Drehspulinstrumentes, Messung unter beliebiger Gleichspannungsbelastung,
Prüfmöglichkeit für Kondensatoren mit Leckstrom Bohne besondere Messung des Isolationswiderstandes,
keine zusätzlichen Kosten der Mleßvorrichtung beim Einbau in Röhrenprüfgeräte.
-
Abb. 1 zeigt die bekannte Gleichrichterschltung mit der Gleichrichterröhre
Gl, dem Transformator Tr, dem zu prüfenden Kondensator Cx mit den beiden Meßinstrumenten
J und U. Ferner ist noch parallel zum Ausgang des Gleichrichters lein zweckmäßig
veränderlicher Widerstand R angebracht. Die Spannung U hinter einem derartigen Gleichrichter
nimmt mit größer werdendem Ladungskondensator Cx bis zu einem von den elektrischen
Daten des Gleichrichterteiles und der Kurvenform der Wechselspannung gegebenen Maximalwert
zu. Die Abhängigkeit der Spannung U von dem Glättungskondensator Cx und dem Parallelwiderstand
R1, R2, R3 ist in Abb. 2 dargestellt, wobei sich lergibt, daß bei größer werdender
Kapazität, auch die Gleichspannung höher wird. Durch geeignete Wahl des Belastungswiderstandes
R lassen sich für die Kapazitätsmessungen sehr geeignete Kurven ermitteln. Für kleinere
Kapazitätswerte ist der Widerstand 8 möglichst hochohmig zu machen. Für die größeren
Kapazitätswerte muß der Widerstand einen wesentlich kleineren Wert biesitzlen, der
durch den Gleichrichterteil und dessen Belastung
aber begrenzt ist.
Der Kapazitätsmeßbereich von Null bis Unendlicli ergibt eine @Spannungsabhh.ngigkeit
zwischen den Spannungen U1 und U2. Sorgt man für konstante Spannung an dem Meßgerät,
was z. B. bEeim Nletzbetrieb annähernd erfüllt ist, so läßt sich die -Skala des
Voltmeters direkt in Mikrofarad oder in einem anderen Kapazitätsmaß eichen Bei Messung
von Kondensatoren mit starkem Leckstrom, schlechter Isolation und ähnlichem ist
erfindungsgemäß eine Messung nach Abb. I ebenfalls möglich, nur ist darauf zu achten,
daß der Widerstand R gegenüber dem Querwiderstand noch genügend klein bleibt, wodurch
eine genaue Messung der Kapazität durc'h Fehistrom nicht beeinträchtigt wird, wie
es bei vielen andenen Verfahren eintritt. Der Einfluß eines schlechten Isolationswiderstandes
läßt sich einfach feststellen, indem man die Kapazität mit verschiedenen Parallelwiderständen
mißt. Bei einem Fehler der Isolation sind dann die so gemessenen Kapazitätswerte
verschieden. Der Spannungsmesser kann den Belastungswiderstand R ganz oder teilweise
ersetzen.
-
Ähnlich geschieht die Messung von Elektrolytkondensatoren, nur ist
hier besonders auf richtige Polung und nicht zu hohe Prüfspannung zu achten. Soll
auch der den Ko:ndensator durchfließende Fehistrom gemessen werden, so ist zweckmäßig
mit dem Kondensator Cx ein Strommesser J in Reihe zu schalten. Ein bloßer Nachweis
des Fehlstromes ist auch möglich, wenn man den Kondensator nach Kurve R1 und anschließend
nach Kurve 3 z. B. mißt; sind beide Kapazitätswerte voneinander verschieden, so
liegt ein Kondensator mit Isolationsfehier vor. Allerdings sind mit diesem Verfahren
2 für die Blelastungswiderstände R1 und R3 geeichte Skalen nötig. In Abb. 3 ist
eine Verbesserung der beschriebenen Kapazitätsm.eßeinrichtung dargestellt. An Stelle
der normalen Gleichrichterröhre verwendet man einre Spannungsverdopplungsröhre bekannter
Bauart. Man könnte die zu messende Kapazität in den Ausgang der Verdoppelungsschaltung
legen und würde dann die gleichen Meßkurven wie blei der Einwegschaltung erhalten.
Schaltet man aber die Kapazität hinter die erste Gleichrichterstrecke, so erhält
man noch besondere Vorteile. Man erzielt eine von O beginnende Skala, und die Empfindlichkeit
wird gegenüber der Einwegs chaituug verdoppelt, wodurch kleinere Kondensatoren besser
zu messen sind. Es bedeuten DGt, eine Dopplelweggleichrichterröhre mit indirekt
geheizter Kathode, die nach Art einer Spannungsverdoppelungsschaltung geschaltet
ist. Die nach diesem Verfahren erreichte Abhängigkeit der erzielten Gleichspannung
U von dem zu prüfenden Kondensator Cx für verschiedene Blelastungswiderstände R1
und R2 ist in Abb. 4 dargestellt. Dieses Verfahren hat gegenüber dem in Abb. 1 dargestellten
den Vorteil, daß die Kapazitätsskala mit dem Nullpunkt des Instrumentes übereinstimmt,
d. h. daß für den Kapazitätswert O (von Cx) keine oder nahezu keine Gleichspannung
entsteht. Als weiterer Vorteil ergibt sich, daß auch der Gleichspannungsmaximalwert
für den größten Kondensator, einen höheren Wert erreicht wie in der Abb. I. Auch
ist die Abhängigkeit der -erzeugt'en Gleich spannung von dem Blelastungswiderstand
R, eine größere, was eine besonders günstige Kurvenform und eine gute Regelbarkeit
zum Zwecke der Nachleichung ermöglicht. Der in dieser Schaltung gezeichnete Kondensator
C ist zweckmäßig konstant und ungefähr I-bis 5 Mikrofarad groß zu wählen. Durch
den Schalter Sch läßt sich ein geeichter Kondensator Cn an Stelle des KondensatorsCx
schalten, wenn eine Nachprüfung der Eichung erforderlich wlerden sollte. Zur Nachregulierung
läßt sich der regelbare Transformator Tr oder der Belastungswiderstand R benutzen.
Der Transformator Tr kann auch fortfallen, wenn für die Gleichrichterröhre DGl sog.
Hochvoltgleichrichterröhren für direkten Netzanschluß verwandt werden. Allerdings
ist hier eine Regelung der Spannung nicht möglich.
-
Da die schnelle Kapazitätsmessung und Prüfung besonders für die bei
diesem Verfahren in Frage kommenden Werte zwischlen 1000 cm und 20 Mikrofarad bei
der Reparatur von Radiogeräten von Bedeutung ist, wird es zweckmäßig sein; die Kapazitätsprüfeinrichtung
gleich mit einem Röhrenprüfgerät zu verbinden. Dies ist noch insofern vorteilhaft,
weil dann kaum zusätzliche Elemente benötigt werden, da moderne Röhrenprüfgeräte
diese schon für die Röhrenprüfung benötigen und besitzen. Anstatt nun die Eichung
direkt auf der Instrumentenskala vorzunSehmen, kann auch die geeichte Skala sich
auf einer auf das Instrument gelegten Karte befinden, die ihrerseits nun wieder
durch geeignete und bekannte Aussparungen die nötigen Umschaltungen vorbereitet.
In Abb. 5 ist eine geeichte Skala (nach Mikroforad), wie sie mit der erfindungsgemäßen
Schaltung Abb. 3 praktisch erreicht worden ist, dargestellt.