辉光稳压放电管测试仪的制作方法

2010-3-15 17:23:18 7297

辉光稳压放电管测试仪的制作方法

现在国内电子管测试仪已经很少生产了，常见有GS-5A电子管测试仪，因为是以前生产的，所以电路设计上还有很多需要改进的地方，比如整流管还是用的电子管，功耗大、寿命短，显示部分是指针式的，读数不够快捷准确，而且价格现在也居高不下，所以觉得还是自己做台比较合适。
GS-5A电子管测试仪测试稳压管的电路见下图，电路比较简单，提供电压，更改负载电阻20，21，22，来测定稳压管的稳压值。无法定性的了解稳压管的工作电流，所以测试的结果和实际工作的结果还是会有点差距。

准备制作一台功能比较完善的电子管测试仪，可以测试的功能应该全面准确，可以用来配对、老化电子管，同时能达到一定的测试精度。为了提高成功率，准备先做成各自独立功能的测试仪器，类似积木一样，可以通过组合，也可以分别单独使用，这样一方面可以更深入了解电子管的特性，另一方面也降低了制作难度。然后根据其功能的主次再进行取舍、组合，整合成一台综合型的电子管测试仪器。
   下面先来看看电子管中的辉光稳压放电管测试仪的制作。

外观
一、设计思路：
    通过使用一个调整范围1.5mA～40mA的恒流源，在屏压200V时，给被测管提供其最小和最大的工作电流，测量其稳定电压值的变化范围，以此来判断稳压管质量的好坏和稳压精度的高低，同时可以测试不同工作电流下的起辉电压，可用于进行稳压管的稳压值配对。
    测试种类：5651/85A2，WY1，WY2，WY2P，WY3P，WY4P。基本囊括常用的稳压管型号。

二、元器件的选择：

    电源部分：用来提供200V、40mA测试电压和数显表头需要的9V 10mA 两组电压。
    电源考虑三种方案，一种是外接220V市电，用内置电源变压器来提供高压，用于测试。第二种是内置电池，通过DC变换产生200V40mA的所需电源供给。第三种是外接分体电源和内置电池结合使用。
    数显表头的供电是9V，因为耗电较少，可以采用9V叠层电池供电，也可以采用稳压电源供电。
    实际制作时，为降低制作难度，提高可靠性，采用了外接的分体电源提供高压，其参数指标为：200V/100mA，数显表头的9V电压由9V叠层电池提供。
    恒流源：为提高精度，采用了LM317来制作，见图2，可变电阻最初准备用电位器，这样恒流值能够连续调整，实际安装时，考虑到电位器使用时间长了，容易产生碳膜接触不良和触点老化的问题，降低测量精度，决定采用多档的波段开关和电阻来代替电位器，通过单点恒流值来测试，这样恒流源的稳定性有明显改善，测试精度也相应提高。其恒流值分别为：1.5mA，2.5mA，3.5mA，5mA，10mA，16mA，20mA，30mA，35mA，40mA。合计10档。
电阻取值： R=1.25/I，则分别得出电阻阻值为：833欧，500欧，357欧，250欧，125欧，78欧，62.5欧，
41.7欧，35.7欧，31.25欧。
    故焊接在波段开关上的阻值R1～R10分别为：31.25欧，4.45欧，6欧，20.8欧，15.5欧，47欧，125欧，107欧，143欧，333欧。
    在实际制作过程当中，发现为了保护LM317，需要在317的输入和输出端并联一个27V的稳压管，以保证317的输入输出压差在正常范围内，这样当27V稳压管击穿时，会有电流从稳压管流过，影响了恒流源的精度，解决的办法有两种：1，在27V稳压管上串联个放光二极管，调整输入电压，使LED熄灭，这样就可以包装恒流源精度。2，在辉光稳压管的通路上串联电流表，恒流源的电流值采用电位器连续调整，使之电流值大小满足要求。
    当然还可以使用另一种常见的由二极管和PNP管搭配组成的恒流源形式，虽然精度低些，但是认真设计也可以满足要求。
    实际制作过程中，发现采用电位器虽然可以连续可调，但是不如用波段开关来的方便快捷，所以样品是用的电位器，最后的定型产品还是用回了波段开关。
    波段开关：选用了11档的单刀瓷质波段开关，一组作为电阻变化，调整恒流源大小。
    显示部分：采用了LCD的数显表头，省电，体积小。可以显示电流和电压。通过按钮开关来转换，常见的是200mV的，通过增加分压电阻和分流电阻，可以通过开关可以分别测试电压和电流，量程分别是199.9V和199.9mA，很是方便哦。
    插座：常用的稳压管最初的都是大八脚GT的规格，后来为了减小体积，出现了小七脚MT的管型，所以测试仪上面安装了小七脚和大大八脚两种规格。
    机壳：使用了一种密封防水的塑料机壳，壁厚5mm，强度很高，外型尺寸：158×90×60mm 。

内部结构

三、制作与调试：
    由于本机元件少，制作很很简单，机壳开孔尺寸见图3，因为是塑料的，管座可以用开孔器来加工，安装数显表头的方孔可以先沿着定位线内侧，钻小的排孔，去掉中间部分后，用锉或锋利的刀加工平整即可。开孔直径分别为16mm和26mm。
    本机元件数量少，无需印板，电阻直接焊接在波段开关上，LM317只要直接用连线焊接上即可，注意处理好LM317三个管脚之间的绝缘， LM317工作时会产生一定热量，为保证测试精度和长期使用的可靠性，需要安装散热片。
    200mV的表头的分压电阻可以根据自己实际情况来选择，10M和10K，或8M和8K，记得1000：1就可以了。先选择好高阻值的电阻，测量后再选择低阻值的电阻。阻值选的高些，测试精度会高些。
把相关的连线焊接完毕，检查无误后就可以通电调试了，先不差入稳压管，打开外接电源后，数字表头应该显示200V左右的电压，
    在测试稳压管的位置串入100mA电流表，旋转波段开关，显示的电流值大小应该与档位相对应。
    实际调试时，由于把外接电源正负极接反了，造成MJE350烧毁，郁闷唉！这么个简单的小仪器，调试了半天才搞定，合计烧毁了黄色LED 3个，MJE350管子3个，一个碳膜电位器，一个小电阻，还有晶体管的分体稳压电源估计电源调整管也被击穿了，输出电压没有稳压，所以在最后的电路中又加入了保护三极管和防止电源极性反接的二极管。看来还需要做个性能好些的电子管稳压电源。

四、使用方法：
    1，测试起辉电压：插入待测稳压管，根据稳压管型号选择电流值，普通WY1、WY2、WY2P、WY3P、WY4P 可以选择5mA，把外接的分体电源电压调至最低，然后打开分体电源开关，慢慢把电压升高，当稳压管闪亮后，按下开关，显示的电压值，为该管5mA状态下的起辉电压。再把电流值选到30mA，重复上面的操作，可以测出30mA状态下的起辉电压。
    2，稳定电压和 Δ U ：根据稳压管型号，把分体电源调整为略高于起辉电压，接通电源，转动波段开关，记下实际电流值，按下开关，记下对应的稳压值，根据稳压值变动范围就可以判断该稳压管的稳压精度和稳定电压，据此也可以挑选出失效的稳压管和对稳压管进行配对。

WY-2P的测试

通电，电源指示灯亮了，稳压管也发光了，恒流值为5mA。

接通电压表电源，显示出稳压管两端电压

恒流值设定为30mA，测试下稳压值。
　

　
    　
　

　

　



　　

　　　

　　

　
　　

　

　

　　

　
　
　

　

　

　　

　

　

　
　　

　　

　