Г. В. Войшвилло.
Всякому сколько-нибудь квалифицированному радиолюбителю, работающему с ламповыми приемниками и тем более передатчиками, необходимо уметь измерить те величины, с которыми приходится иметь дело.
Мы рассмотрим несколько типов электроизмерительных приборов, дающих на практике хороший результат при возможности самостоятельного изготовления.
Начнем с самого основного прибора радиолюбителя — вольтметра.
Описываемый ниже тип принадлежит к классу так наз. «электромагнитных» приборов. Электромагнитные приборы одинаково работают при постоянном и переменном токе, и можно с большой точностью считать, что шкалы, нанесенные при градуировке постоянным и переменным током, совпадают, — а это свойство весьма ценно для радиолюбителя, так как все время приходится иметь дело как с постоянным, так и с переменным током.
Принцип действия электромагнитных приборов следующий.
1 тип. Электромагнитное поле измеряемого тока действует на подвижную часть из мягкого железа.
2 тип. Под действием электрического тока два куска железа, намагничиваясь, действуют друг на друга.
Рассмотрим сначала первый тип, как более распространенный и простой.
Кусочек мягкого железа А (рис. 1), имеющий овальную форму, эксцентрично насажен на ось, вместе с которой он может вращаться. К оси прикреплена легкая стрелка—указатель D. Если соединить концы F электромагнитной катушки С с источником электрического тока, то получившееся магнитное поле будет всасывать в катушку подвижную железную часть. Чтобы уравновесить это усиление, необходимо применить противодействие, зависящее от угла поворота подвижной части.
Этому условию может удовлетворить вопервых, маленький груз, который стремится занять вертикальное положение, вовторых, очень удобно применить плоскую спиральную пружинку. Остановимся пока на деталях прибора с противодействием маленького груза.
Материалом для катушки может служить алюминий, латунь, цинк и др. Латунь и цинк удобны тем, что их можно паять оловом, но зато обработка их труднее алюминия. Алюминий, не поддающийся пайке простым способом, очень хорошо режется, гнется, высверливается и даже в отверстиях можно легко наносить нарезку металлическим винтом. Поэтому опишем изготовление катушки из алюминия. Алюминиевая катушка состоит из двух щек и фасонной трубки; все скрепляется при помощи алюминиевых заклепок. Размеры этих частей видны на рис. 2 и 3.
Щеки и трубка вырезываются ножницами из алюминия 0,8—1 мм толщины. Пунктирные линии — места сгибов. Боковые разрезы D обязательны только для прибора, предназначенного для переменного тока. Заклепки вырезаются ножницами из 1—1,5 мм алюминия и обрабатываются молотком и напильником. Если прибор предполагается монтировать на щите утопленным, то заштрихованные части — щеки А и В не нужны. Отверстия с нарезкой (С) показаны сплошь зачерненными.
Окончательно готовая катушка промазывается шеллаком, оклеивается эксцельсиором или тонким пресшпаном и обматывается проволокой ПШО или ПШД, причем проволоку лучше брать возможно тонкую, но не тоньше 0,08 мм. Наматывать нужно до заполнения. При проводе 0,1 мм поместится около 3 000 витков. Концы выводятся мягким шнуром обычным способом. Сверху катушка покрывается пресшпаном или промазывается лаком.
Мостик (рис. 4) делается из любого металла (не железа) и укрепляется двумя винтами к передней щеке катушки (отверстия С рис. 2). Отверстие G (рис. 4) делается с нарезкой.
Подвижная часть прибора состоит из оси, стрелки, противовеса и плоского овального кусочка мягкого железа. Ось делается из иголки, для чего нужно на расстоянии 22 мм от острого конца отломать ушко, заточить и зашлифовать получившееся острие на мелком наждачном камне.
Стрелка делается из возможно тонкого алюминия (в Рудметаллторге в Ленинграде продают готовые по 2 коп. шт.). Длина стрелки 50—60 мм.
Противовес делается из болтика, представляющего кусок латунной проволоки, имеющей нарезку по всей длине, и маленькую цилиндрическую гайку. Диаметр болтика 0,5—0,8 мм, длина около 13 мм. Гайка имеет высоту 3—4 мм, диаметр — 3 мм. Болтик и гайку придется сделать у часовщика.
Железный овал вырезывается из листового железа 0,5 мм толщиной и тщательно отжигается. Размеры деталей подвижной части даны на рис. 5. Кроме того, из листовой весьма тонкой латуни свертывается трубочка длиной 19 мм, которая туго одевается на ось.
На латунную трубку насаживается с трением и припаивается железный овал, и с другой стороны припаивается противовес и латунный держатель для стрелки. Перед спайкой нужно отрегулировать положение стрелки и овала, для чего нужно подвижную часть посадить на мостике (рис. 6). В положении равновесия (на шкале — 0) стрелка наклонена к горизонту под углом 45°, а якорь расположен горизонтально. Положение противовеса и гайки на нем неопределенно — оно находится практическим путем. Ось держится в конических углублениях упорных винтов. Конические углубления вытачиваются сверлом. Задний упорный внитик А (рис. 6) ввертывается непосредственно в алюминий и должен выступать не более чем на 2—3 мм.
Передний винтик входит свободно в отверстие и зажимается двумя гайками. Длина его около 9—10 мм. Ось должна совершенно свободно вращаться в углублениях. Регулировка производится передним винтом. Собранный механизм при монтаже утопленного прибора укрепляется на лапках Е к обратной стороне металлической шкалы (с лицевой стороны шкала оклеена бумагой с делениями). Если прибор закрыт футляром, то катушка монтируется ко дну кожуха через лапки А и В, а шкала держится, в свою очередь, на лапках Е. Спереди прибор должен быть закрыт стеклом.
При проволоке 0,1 мм и 3 000 витках вольтметр отклоняется до конца при 10—20 в. Для того, чтобы измерить более низкое напряжение, нужно взять проволоку потолще, напр. 0,15—0,2 мм; в последнем случае вольтметр будет работать как 3—5-вольтовый. Для увеличения верхнего предела измерения, — уменьшить размер провода нельзя, так как тогда катушка не сможет отводить тепло, возникающее внутри ее под действием электрического тока, — здесь нужно включать последовательно так наз. добавочное сопротивление.
Если добавочное сопротивление равно сопротивлению прибора, то предел измерения увеличится ровно вдвое. 50 в. на шкале будут соответствовать в действительности 100 в. Если добавочное сопротивление составляет ⁹/10 сопротивления прибора, то предел увеличится в 10 раз и т. д.
Удобно сделать несколько клемм, и тогда вольтметр делается универсальным, т. е. сможет измерять и малые и большие напряжения.
Схема универсального вольтметра дана на рис. 7, причем цифры даны только к примеру. Добавочные сопротивления вообще рассчитываются очень просто по закону Ома.
Градуировку удобнее производить при постоянном токе, собрав для этого специальную схему (рис. 8) с потенциометром (трехконтактный реостат); V эт. — вольтметр эталон — сравнительно точный прибор, V исп. — испытуемый вольтметр.
Меняя потенциометром напряжение на зажимах вольтметров, наносим на шкале черточки и цифры напряжения в данном месте, которые отсчитываем по эталону.
В начале шкала будет неравномерна (недостаток электромагнитных приборов). При переменном токе шкала должна совпадать со шкалой, нанесенной при постоянном токе.
