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Der µTracer Teil 4: Prüfen von Gleichrichtern und Signaldioden
#1
Das prüfen von Gleichrichterröhren und Signaldioden mit dem µTracer ist ein bisschen tricky!

Wie Ronald Dekker auf seiner Internetseite in den FAQ's zum µTracer ausführt, hängt dies in erster Linie damit zusammen, dass die Nachladeimpulse für die Pufferkondensatoren bei Spannungen unter 40V extrem kurz werden und darunter dann die Präzision leidet.

Daher empfiehlt er die Verwendung eines Serienwiderstandes in der Anodenleitung.


.jpg   Für RBF.jpg (Größe: 33,49 KB / Downloads: 216)

Dabei sind die Vorwiderstände so zu bemessen, dass die Summe aus der am Vorwiderstand abfallenden Spannung und der Anodenspannung > 40V wird.

Die EZ80 ist eine häufig in Röhrenradios eingesetzte Gleichrichterröhre, deshalb nehme ich diese als Rechenbeispiel:

Aus dem Datenblatt ergibt sich bei einem entnommenen Gleichstrom von 63mA eine Anodenspannung von 20V.

Daraus ergibt sich bei einem Vorwiderstand von 470 Ohm an diesem ein Spannungsabfall von 470 Ohm * 0,063 A = 29,61 V.

Die Anodenspannung dazu addiert ergeben dann 49,61 V, damit ist dann die Forderung nach Prüfspannung > 40V erfüllt.

Wichtiger Hinweis: Die hier gezeigten Einstellungen gelten für ein anderes Messobjekt!

Einstellung am µTracer im Quicktest-Modus:

   

In die beiden weißen Felder unter 'Center' wird die Prüfspannung eingetragen, s. blauer Rahmen in obigem Bild.

Nun wird links unten bei 'Nom' der Sollwert für die Ströme eingetragen (gelber Rahmen).

Nach dem ersten Test zeigt die Software nun in den grau hinterlegten Feldern bei 'Meas' (grüner Rahmen) die tatsächlich anliegende Spannung an.

Durch entsprechendes anpassen der Vorgabewerte für die Spannung lässt sich die gemessene Spannung in die Nähe des Sollwertes bringen.

Diese Abweichungen hängen mit der grundsätzlichen Arbeitsweise des µTracers zusammen.

Nach dem aufschalten der geladenen Pufferkondensatoren an den Verbraucher wartet der µTracer eine kleine Weile, bevor die Messungen ausgeführt werden.

Während dieser Zeit entlädt sich Kondensator je nach Belastung mehr oder weniger, was zum abfallen der Spannung führt.

Ist der Test nun beendet, zeigt der µTracer rechts neben den Sollwertvorgaben für den Diodenstrom den ermittelten Strom in % vom Nennwert an, analog zu einem klassischen Röhrentester.

Im übrigen können die vorstehend beschriebenen Einstellungen abgespeichert werden, so dass sie jederzeit wieder aufrufbar sind.

Dazu gibt es im Hauptfenster der Software die Funktion 'Save Setup', damit können die Einstellungen abgespeichert werden.

Mit 'Open Setup' sind sie jederzeit wieder abrufbar.

Hier zeige ich noch die Messung der Einzeldiode einer EABC80:

   

Im Feld 'Meas' links oben ist deutlich der Unterschied zwischen Vorgabewert und Ist-Spannung erkennbar.

Warum das so ist, wurde ja bereits weiter ober erklärt.

Der exakte Sollwert ist hier 88,0V.

Auch wenn nur eine Einzeldiode gemessen wird, müssen die Felder für Va2 und Vg mit Werten belegt werden!

Der µTracer führt im Quicktest-Modus im Hintergrund noch einige Berechnungen aus, was ohne Vorgabewerte dann zu Fehlermeldungen führt.

Der Eintrag für 'Ia2' bei den Vorgabewerten für die Ströme darf jedoch auf '0' gesetzt bleiben.

Hier noch die Einstellwerte für einige gängige Röhren:


.jpg   Einstellungen.jpg (Größe: 38,27 KB / Downloads: 210)

Mit den hier gelisteten Typen habe ich meine Versuche am µTracer durchgeführt.

Wie die Einstellwerte berechnet werden, habe ich ja bereits weiter oben beschrieben.

Zum Schluss nun noch die Kennlinienscharen zweier AZ11, einer neuwertigen und einer 'ausgelutschten'.

   

Zum schreiben von Kennlinien muss zunächst die Messfunktion gewählt werden, s. grüner Rahmen.

Was die verschiedenen Funktionen bewirken, ist im Handbuch zum µTracer beschrieben, welches mittlerweile auch in deutscher Sprache zum Download verfügbar ist.

Nun müssen noch die Start- und Zielwerte für Anoden- bzw. Schirmgitterspannungen eingestellt werden (blauer Rahmen).

Startwerte < 2V akzeptiert die Software nicht!

Für Vg (Gittervorspannung) muss auch ein Wert eingetragen sein, dieser wird zwar für Dioden nicht benötigt, wird aber von der Software erwartet.

Hier habe ich die Skalierung der beiden Y-Achsen manuell gewählt (gelber Rahmen), da es sonst passieren kann, das die Software hier unterschiedliche Skalierungen wählt.

Weiterhin habe ich die Möglichkeit benutzt, den µTracer die Kennlinien speichern zu lassen und dann noch die Kennlinien einer zweiten (oder dritten, vierten usw.) Röhre zu schreiben.

Dass der Wert von Vh auf 6,3V steht, ist ohne Bedeutung, da ich ein externes Netzteil benutze.

Für Rückfragen stehe ich wie immer gerne zur Verfügung.

Viele Grüße

Martin
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#2
Hallo zusammen,

leider bin ich im Zusammenhang mit der Gleichrichtermessung mittels µTracer auf Ungereimtheiten gestoßen!

Dieter (Antennenking) hat mir freundlicherweise einige Röhren leihweise überlassen, von welchen die Daten bekannt waren, da auf einem Röhrenmessgerät (ROE-Test) gemessen.
Mit dabei waren u.a. eine AZ1 mit 127% Emission sowie eine EZ12 mit etwa 80% Emission.
Ich selbst habe noch eine mit ROE-Test vermessene EZ40 mit ziemlich genau 100% Emission.

Vergleichsmessungen ergaben nun, dass bei der AZ1 zu wenig, bei der EZ12 zu viel Emission angezeigt wird.
Die Abweichungen waren zwar nicht so extrem, dass eine sehr gute Röhre plötzlich schlecht wird und eine schlechte Röhre gut, jedoch waren mir die Abweichungen zu hoch.

Nachdem Dieter und ich die Ergebnisse diskutiert hatten, habe ich die Röhren von Dieter sowie meine Testexemplare mit diesem Prüfaufbau gemessen.
   

Mit diesem Testaufbau konnten die vom ROE-Test ermittelten Werte im wesentlichen bestätigt werden, wobei es auch hier geringfügige Abweichungen gab.

Dabei zeigte sich dann, dass die von Ronald Dekker favorisierte Methode mit den Vorwiderständen nur dann genaue Ergebnisse liefert, wenn die Prüflinge Emissionswerte von nahe 100% haben!
Deshalb hat bei meinen Versuchen auch alles gepasst, da sowohl die EZ40 als auch die EBF89 und sie EABC80 nahe bei 100% liegen.

Die Abweichungen erklären sich dadurch, dass die Gleichrichterröhre zusammen mit dem Vorwiderstand einen Spannungsteiler bildet.
Nun variiert der Innenwiderstand der Gleichrichterröhre mit der angelegten Anodenspannung.

Das hat dann zur Folge, dass bei einer Gleichrichterröhre mit höherem als dem aus der Arbeitsgeraden ermittelten Anodenstrom der Spannungsabfall am Vorwiderstand höher wird, da aber die Gesamtspannung gleich bleibt, fällt die Spannung an der Anode in Richtung geringere Leitfähigkeit.

Bei einer schon etwas abgenutzten Röhre hingegen wird der Spannungsabfall am Vorwiderstand geringer, so dass die Anodenspannung in Richtung höhere Leitfähigkeit steigt.

Zur Prüfung von Gleichrichterröhren bleiben uns somit nur zwei Möglichkeiten.

1. Wir prüfen nach oben gezeigtem Prüfaufbau
Diese Methode wird die genauesten Ergebnisse liefern.


2. Wir leben mit den Unzulänglichkeiten des µTracers im niederen Spannungsbereich
Auch hier lassen sich trotz allem noch erstaunlich genaue und reproduzierbare Ergebnisse erzielen, wenn auch die Genauigkeiten des Spannungsbereichs > 50V nicht mehr erreicht werden.

Zum Schluss noch die Arbeitsgerade einer Gleichrichterröhre, hier einer EZ12:

.jpg   EZ12_Kennlinie.jpg (Größe: 49,76 KB / Downloads: 109)

Hier sind zwei mögliche Prüfpunkte eingetragen.

Ganz am Ende des Beitrags möchte ich nochmals Dieter (Antennenking) für die Überlassung der Prüflinge sowie für seine aufgewendete Zeit danken.
Wir haben fast eine Woche lang täglich telefoniert, um die Ergebnisse zu diskutieren.

Hrn. Ronald Dekker habe ich auch angeschrieben und ihm diese Erkenntnisse mitgeteilt, seine Antwort steht jedoch noch aus.


Viele Grüße

Martin
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#3
Guten Morgen Martin,

die Referenz-Röhren vom Röhrenmessgerät (ROE-Test) sind bei mir angekommen. Ich habe auch noch weitere Ideen dazu und melde mich.

VG Dieter
Auch aus Steinen, die einem in den Weg gelegt werden, kann mann noch schönes bauen. J.-W.-Goethe
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