750A Reference Voltage Divider

Der Fluke 750A Reference Voltage Divider ist ein hochgenauer und sehr stabiler Spannungsteiler für Kalibrationszwecke. Mit ihm können verschiedene angelegte Spannungen heruntergeteilt und mit den bekannten Spannungswerten von Standardzellen verglichen werden. Sein Messprinzip ist das Vergleichen einer bekannten Spannung mit einer präzise heruntergeteilten unbekannten Spannung, die dadurch bekannt wird.

Auszüge aus der Spezifikation:

Division Ratio Accuracy and Stability (Referended to Standard Cell Tap) +/-0.001% of output + 0.5 microvolt) for 1 year
Temperature Coefficient of Output: +/-1ppm/°C over operating range
Calibration Resolution: 0.2ppm
Initial Calibration Temperature: 23°C +/-1°C
Divider Current: 1mA nominal

Vereinfachtes Beispiel einer DC-Kalibrator Einstellung:

Will man z.B. einen DC Kalibrator kalibrieren, so ist hierfür lediglich ein DC Nullvoltmeter und eine Standardzelle erforderlich.

Die Drehschalter der Standard Zelle sind auf ihren bekannten Wert einzustellen.
Der INPUT VOLTAGE Schalter steht auf RESET (Vorsicht Reset deaktiviert auch die Schutzschaltung der INPUT VOLTAGE, dort nichts anschließen).
Der STD CELL CIRCUIT Schalter ist auf OPEN zu stellen.
Der OUTPUT VOLTAGE Schalter auf 1100V und erst dann den DC Kalibrator an den Buchsen OUTPUT VOLTAGE anschließen, den zu prüfenden DC Kalibrator Ausgangswert einstellen, z.B. 10 V am Kalibrator Ausgang.
Erst jetzt darf OUTPUT VOLTAGE passend auf 10 V kleiner gestellt werden.
Diese Reihenfolge ist immer zu beachten, bei falschen ungünstigen Einstellungen kann das Gerät zerstört werden, es wäre beispielsweise eine Katastrophe wenn der Kalibrator 1000V liefert, der OUTPUT VOLTAGE Schalter aber auf z.B. 1.1V steht. Ein hoher Stromfluß durch die Divider Widerstände ist zu vermeiden. Der im Link gezeigte Kalibrator hätte zwar glücklicherweise eine Strombegrenzung, aber wenn mit dieser Methode eine stromstarke Powersupply exakt eingestellt werden würde, wären manche Widerstände intern zerstört. Die angestrebte sehr hohe Präzision des Vergleichs kann hier keinen Spielraum für eine grob fahrlässige Benutzung ermöglichen.

Das Nullvoltmeter ist zunächst nicht zu sensibel einzustellen, der STD CELL CIRCUIT Schalter auf MOMENTARY zu tasten, das Nullvoltmeter wird bei nicht exakt justiertem Prüfling einen minimalen Ausschlag zeigen, die Nullvoltmeter Messbereiche sind stufenweise soweit zu reduzieren, bis der Ausschlag ausreichend sicher erkennbar und ablesbar ist. Der Kalibrator hat Betriebstemperatur und das Gehäuse ist zur Justierung geöffnet, der Trimmschraubendreher liegt bereit. STD CELL Circuit auf LOCKED und mit dem Schraubendreher den 10V Bereich des Kalibrators justieren bis das Nullvoltmeter keinen Ausschlag mehr anzeigt. (Anmerkung: die Kalibration des DC-Kalibrators erfordert natürlich eine bestimmte einzuhaltende Reihenfolge der Trimmer Justierung).

Das Ziel ist erreicht, wenn das Nullvoltmeter in seinem kleinsten Messbereich keinen Ausschlag mehr anzeigt. Die Spannung der Standardzelle ist dann identisch mit der exakt heruntergeteilten Ausgangsspannung des DC Kalibrators. In den kleinsten Bereichen des Nullvoltmeters sollte dieses auch im Nullvoltmodus betrieben werden, damit die Standardzelle geringstmöglich belastet wird. Normalerweise sinkt bei DC Nullvoltmetern im kleinsten Messbereich auch ihr Eingangswiderstand, den die Standarzelle speisen muss, das ist zu bedenken. Der Schalter STD CELL CIRCUIT sollte nur so lange als nötig auf MOMENTARY oder LOCKED stehen, nur auf OPEN ist der Stromfluß durch die Standardzelle unterbrochen.

Die Erklärung der Messprozedur mit diesem Teiler ist für Fachpersonal logisch und Teil des Handwerks, die Ausführlichkeit sei mir aber verziehen, wer noch nie mit so einem Gerät gemessen hat, der versteht sonst nur "Bahnhof" wenn er davor steht. Ohne Handbuch hätte ich selber auch ganz schön nachdenken müssen.

Der INPUT VOLTAGE Eingang wird benutzt z.B. für Driftmessungen von Kalibratoren, Power Supply verglichen mit der Standardzelle, die Drift kann dann am Rekorder Ausgang des Nullvoltmeters mitgezeichnet werden. Eine weitere Möglichkeit ist es damit mittels einer DC Quelle eine präzise auf die Standardzelle bezogene Spannung für Messzwecke zur Verfügung zu stellen.

Das Instruction Manual liefert viele detailierte Hinweise, dann sind die einzelenen Messprozeduren sehr einfach zu verstehen. Man sollte sich auf jeden Fall auch den Schaltplan ansehen, das liefert das Verständnis wie und was man misst. Die im Manual beschriebene Vorgehensweise ist unbedingt einzuhalten.

Das Gerät macht äußerlich einen tadellosen fast unbenutzten Eindruck, das erkennt man oft an den fast schmutzfreien Rillen der Schalter.

Diese Bilder vom Innenleben lassen sich nur schwer beschreiben, man kann sie nur auf sich wirken lassen. Ein Feuerwerk an Präzisionswiderständen, vergoldeten Schaltern und hochwertiger Verarbeitung.

Die Kalibration ist ein sehr schönes, interessantes und anspruchsvolles Teilgebiet der Elektrotechnik, Personen die daran arbeiten, kann man nur beglückwünschen. Auch für mich als hauptberuflichen Analog Schaltungsentwickler muss eine Nähe zur Kalibration bestehen, da beides sehr eng miteinander verknüpft ist und ohne präzise Kalibration, präzise Ergebnisse in der Schaltungstechnik gar nicht möglich sind. Kalibration ist die Basis aller Angaben von absoluten Größen.

Einen kleinen Makel hatte das Gerät. Die Batterien (Gerät 4) zur Versorgung der Over Voltage Schutzschaltung des INPUT VOLTAGE Kreises wurden anscheinend seit 1982 nicht mehr getauscht, vielleicht im ersten Jahr und dann nie wieder. Die Quecksilber Oxid Batterien habe ich durch seriengeschaltete Ni-MH Mignon Akkus auf einer externen Batteriehaltung ersetzt. Der Ladezustand wird regelmäßig überwacht.

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