Hoewel ik met mijn HP-400E prima wisselspanningen kan meten van 10 Hz tot 10 MHz is de True RMS-meter HP-3400A een waardevolle toevoeging aan mijn meetinstrumentarium. De 400E kan prima zuiver sinusvormige spanningen meten, echter bij vervormde sinussen, blokspanningen, driehoeksspanningen, impulsen en ruis laat hij het wat afweten. Wat is RMS eigenlijk,?
RMS (Root Mean Square), oftewel wortelgemiddelde kwadraat , is de gestandaardiseerde methode om de effectieve waarde van een wisselspanning of wisselstroom te berekenen . Het geeft de waarde van een wisselspanning aan die qua energie en warmteontwikkeling gelijkstaat aan een equivalente gelijkspanning.
Door op de afbeeldingen te klikken krijgt U een vergroot beeld in een extra window.
Daar staat hij dan, er zijn wat gebruikssporen te zien, maar die heb ik zelf ook....
Het vooraanzicht, HP was toch wel beroemd om z'n mooie design.
De meterschaal. De draaispoelmeter heeft full-scale waarde van 3 mA. Wat opvalt is dat het gedeelte van 0 tot 1,5 geen fijnverdeling heeft. Dat is bewust gedaan omdat het principe van de meter niet anders toelaat.
De knopjes en input-connector.
De achterkant, voor verdere uitleg zie onder.
Een blik op de linker kant. Onder links, de impedantie-converter met de Nuvistor. Rechts daarvan de instelling van een 400 Hz, 1 Volt. Daar boven de behuizing met de twee therm-koppels TC 401 en TC 402. Deze zijn gemonteerd op de print van de video-versterker.
De rechter zijkant met een drietal instel-potmeters en twee elco's van de spanningsvoorziening.
De bovenzijde, op de print in het midden bevindt zich de chopper.
Aan de onderkant is nog een instelling voor 10 Mc 3 V. Rechts de netspannings-ingang.
De achterkant met een hele reeks elco's. Ondanks de hoge leeftijd zijn deze door de kwaliteits-onderdelen vaak nog volledig intact.
Algemene beschrijving van de werking.
Het model 3400A bestaat uit twee verzwakkers, een
impedantieomzetter, een videoversterker, een fotogeleiderchopper (modulator/demodulator), een chopperversterker, een emittervolger, een thermokoppel
paar en een direct afleesbare meter.
Een signaal dat met het model 3400A wordt gemeten,
wordt via de INPUT-aansluiting
op het voorpaneel van het model 3400A toegevoerd aan ingangsverzwakker A1.
De ingangsverzwakker heeft een ingangsimpedantie van meer dan 10
megohm en biedt twee verzwakkingsbereiken.
De uitgang van de ingangsverzwakker wordt toegevoerd aan impedantieomzetter A2. De impedantieomzetter is een
niet-inverterende versterker met een spanningsversterking van 1. Deze biedt
een hoge impedantie aan het ingangssignaal en levert een
lage impedantie-uitgang om de tweede verzwakker
A3 aan te sturen. De tweede verzwakker biedt 6 bereiken in een 1,
3, 10-reeks. De twee verzwakkers worden omgeschakeld om
12 verzwakkingsbereiken te bieden.
De uitgang van de tweede verzwakker wordt versterkt
door videoversterker A4. De videoversterker is een breedbandversterker met vijf trappen. De totale versterking van de
videoversterker wordt geregeld door een wisselstroomterugkoppelingslus.De wisselstroomuitgang van de versterker wordt toegevoerd aan TC401;een van de thermokoppels van het thermokoppelpaar.
De gelijkstroomuitgang van TC401 wordt gemoduleerd door modulator A5. De modulator bestaat uit twee fotocellen
die afwisselend worden verlicht door twee neonlampen
die op hun beurt worden aangestuurd door de oscillator
op de voedingseenheid A7. De uitgang van de
modulator is een blokgolf waarvan de amplitude evenredig is met het gelijkstroomingangsniveau.
De blokgolfuitgang van de modulator wordt
versterkt door chopperversterker A6. De chopper
versterker is een wisselstroomversterker met hoge versterking. De uitgang ervan wordt
aangevoerd naar demodulator A5. De uitgang van de demodulator
is een gelijkstroomniveau waarvan de grootte evenredig is met de
amplitude van de wisselstroomingang. De uitgang van de demodulator wordt
aangevoerd naar twee direct gekoppelde emittervolgers. De
emittervolger wordt gebruikt om de impedantietransformatie uit te voeren van de hoge impedantie-uitgang van de demodulator naar de lage impedantie van de direct afleesbare
meter M1 en TC402; de tweede thermokoppel van het
thermokoppelpaar.
Het thermokoppelpaar TC401 en TC402 fungeert
als optelpunt voor de wisselstroomuitgang van de videoversterker A4 en de gelijkstroomuitgang van de emittervolgers.
Het verschil in het verwarmingseffect van deze spanningen
wordt ervaren als een gelijkspanningsingang voor modulator A5. Deze verschilingang
wordt versterkt en naar TC402 en naar meter
M1 geleid. Deze versterkte gelijkspanning vertegenwoordigt de effectieve waarde
van het wisselspanningssignaal dat op de INPUT-aansluiting wordt aangelegd. Door
twee "aangepaste" thermokoppels te gebruiken en het verschil te meten, zal de uitgang naar de modulator lineair zijn.
Het gebruik van twee thermokoppels zorgt ook voor temperatuur
stabiliteit.
De gelijkspanning die meter M1 aanstuurt, is ook
beschikbaar op de DC OUT-aansluiting, die zich aan de achterzijde van het model 3400A bevindt.
Voor een gedetailleerde beschrijving van de werking zie de pdf van het manual onder aan de pagina.
Schema's:
A1 is de ingangsverzwakker, A2 is de impedantie-omzetter met een versterking van 1. A3 is de tweede verzwakker. Het uitgangssignaal wordt toegevoerd aan de videoversterker A4.
De videoversterker met een gedefinieerde hoge versterking. De bandbreedte bedraagt 10 Hz tot 10 MHz. De output wordt toegevoerd aan thermo-koppel TC 401. De leiding met de balletjes is de tegenkoppel-leiding die voor een constante versterking zorgt.
A5 is een photo-chopper unit met twee neonlampjes die door + 75 Volt DC en min 90 Volt AC met 50 Hz ( totaal 165 Volt) oplichten en daarbij de spanningsdeler die bestaat uit twee LDR's met licht bestralen. De output van thermokoppel TC 401 wordt hierdoor gemoduleerd met een 50 Hz blokgolf. Dit signaal wordt in de copperversterker A6 versterkt en uiteindelijk door de demodulator A5 in een gelijkspanning omgezet. .
Het verschil in het verwarmingseffect van deze spanningen
wordt ervaren als een gelijkspanningsingang voor modulator A5. Deze verschilingang
wordt versterkt en naar TC402 en naar meter
M1 geleid. Deze versterkte gelijkspanning vertegenwoordigt de effectieve waarde
van het wisselspanningssignaal dat op de INPUT-aansluiting wordt aangelegd. Door
twee "aangepaste" thermokoppels te gebruiken en het verschil te meten, zal de uitgang naar de modulator lineair zijn.
Het gebruik van twee thermokoppels zorgt ook voor temperatuur
stabiliteit.
De gelijkspanning die meter M1 aanstuurt, is ook
beschikbaar op de DC OUT-aansluiting, die zich aan de achterzijde van het model 3400A bevindt.
Het voedingsgedeelte dat er zeer standaard uitziet. Twee geregelde spanningen van resp. min 17,5 V en min 6,3 Volt Deze 6,3 Volt is de gloeispanning van de Nuvistor. De 17,5 Volt is de voedingsspanning van het gehele instrument dat voornamelijk uit PNP-transistoren bestaat ( wel silicium).
De
+ 75 Volt wordt gebruikt voor de voeding van de Nuvistor. De plus 77 Volt is de voorspanning van de twee neonlampjes van de chopper. Om deze te ontsteken wordt gebruik gemaakt van een pulserende negatieve spanning van 90 Volt om de lampjes te ontsteken.
Voor het manual, zie :
Terug naar het begin van de pagina.