Fluke
540B Thermal Transfer Standard
Der
Fluke 540B Thermal Transfer Standard ist ein Gerät zur
hochgenauen Wechselspannungsmessung. Damit können AC Voltmeter
kalibriert und Kalibratoren eingestellt und gewartet werden.
Thermal Transfer Standards gehören zu genauesten
Messmethoden für AC Spannungen.
Gleichspannungen
sind mit deutlich
höherer Genauigkeit meßbar als Wechselspannungen,
das ist der wesentliche Vorteil und eigentliche Zweck dieses
Gerätes. Es geht darum die schwerer
meßbare Wechselspannung in eine leichter messbare
Gleichspannungsgröße zu wandeln, zu transferieren,
daher auch der Begriff Transfer Standard. Ist es gelungen
mittels des Thermokopplers die AC Spannung in ihren
zugehörigen DC Effektivwert zu wandeln, so kann dieser
wesentlich leichter über eine Vergleichsmessung mittels
Galvanometer, interner Referenzspannung und der von außen
angelegten DC-Bezugsspannung bestimmt werden.
Das
Gerät kann daher keinen direkten Messwert ausgeben, wie man es
von einem Voltmeter gewohnt ist - es kann einem nur sagen: "die
angelegte AC Spannung hat nun den selben Effektivwert wie die angelegte
DC-Bezugsspannung". Die spezifizierten Gerätewerte beziehen
sich auf den vorherige Aussage, wie genau die AC Spannung in
den zugehörigen Effektivwert transferiert worden ist. Daher
sind für einen Transfer präzise, stabile und fein
einstellbare DC-Spannungen unbedingt notwendig. Derartige
DC-Kalibratoren gibt es viele, ein möglicher dafür
ist z.B. der 343A.
Wenn
beide angelegten AC und DC Spannungen den selben Effektivwert haben,
erzeugen sie am selben Thermokoppler bei gleichen thermischen
Umgebungsbedingungen die gleiche Joulesche Wärmemenge. Am
Thermokoppler entsteht eine kleine elektrische Spannung/Wärme,
ob diese nun per AC oder DC generiert worden ist spielt keine
Rolle. Die Ausgangsspannung des Thermoelementes wird jeweils (Transfer
DC oder Transfer AC) mit der einstellbaren internen Referenzspannung
über ein empfindliches Galvanometer verglichen, das kleinste
Unterschiede leicht detektiert. Wenn nun in beiden Schalterstellungen
"Transfer DC oder Transfer AC" das Galvanometer keinen Ausschlag mehr
ausübt, bezogen auf die interne Referenz, ist der Transfer
durchgeführt.
Ohne
ausführlich beschriebene Handbücher sollte man
Geräte dieser Kategorie mit einer gewissen Vorsicht
kaufen, es kann ein Indiz auf schlechte Behandlung sein, muss aber
nicht. Es kann aber auch sein dass das Gerät einfach nur
jahrelang ungenutzt in der Ecke stand, was häufig der Fall
war. Wer noch nie damit gemessen hat braucht zur richtigen Bedienung
zwingend das Handbuch, ansonsten tut man sich sehr schwer. Wenn man es
jedoch einmal verstanden hat ist es leicht.
ACCURACY:
Range |
Frequency |
AC/DC
Difference |
All except
1000V |
5 Hz to 50kHz |
+/-0.01% |
1000V |
5 Hz to 20kHz |
+/-0.02% |
1000V |
20kHz to 50kHz |
+/-0.04% |
0.5 thru 50V |
50kHz to 100kHz |
+/-0.05% |
20 thru 50V |
100kHz to 500kHz |
+/-0.1% |
0.5 thru 10V |
100kHz to 1MHz |
+/-0.1% |
100 thru 500V |
50kHz to 100kHz |
+/-0.2% |
INPUT
IMPEDANCE:
182 ohms/volt in all voltage modes.
OVERLOAD PROTECTION:
The entire instrument ist protected from accidental overloads
of up to
1500 VDC or rms AC in any range.
ACCESSORIES:
nine Fluke Model A55 High Frequnecy Therma Converters are
available for
use with the Model 540B extending the frequency response to 50 MHz. See
Instruction Manual of A55 converters for details. Fourteen Fluke Model
A40 Current Shunts are available. Tranfer
measurements of 2.5 mA to 2A over a frequency range of 5 Hz to 100 kHz
with a basic transfer accuracy of +/-0.02%. Also avialable
Shunt A40A with special cable 6002-212860 and A45 Current Transfer
Switch. See Instruction manual for details. The Fluke 540B Thermal
transfer standard is equipment for highly accurate AC voltage
measurements as well as for the calibration of AC voltmeters and
calibration devices themselves. The equipment compares the applied AC
voltage with an external DC voltage, which corresponds to the AC rms
voltage. Both voltage produce the same amount of Joule's heat at
equivalent Ohm's resistances under same thermal site
conditions. DC
voltages are measurable with clearly higher accuracy than alternating
voltages. The thermal
transfer standard lets the AC voltage measure by more accurate DC
voltage instruments. Necessarily for the AC measurement is a stable,
well-known, adjustable DC reference voltage, the amplitude of the AC
voltage should be as constant as possible. To AC-DC transfer inaccuracy
is to be added the inaccuracy of DC reference voltage. Without the very
detailed described instruction manual, measurements are difficult to
handle, special at your first time. Don't buy instruments of these
outstanding class without an instruction manual, it could be also an
indication on bad device treatment.
![Galvanometer und Aussteuerungsanzeige](images/fluke540b-galvanometer.jpg)
Der linke
Zeiger gehört zum Galvanometer, es zeigt bei abgeglichenem
Gerät
den Nullwert an, der Effektivwert der angelegten Wechselspannung
entspricht dann der angelegten DC Spannung. Die Percent Input sollten
möglichst nahe an den 100% liegen. Left instrument an
galvanometer, the measurement is complete if the needle shows zero. The
left rocker most used. Keep the signal level in the right instrument
close to 100% for best accuracy.
![thermischer Konverter A54-2 Voltage Plug-In Unit](images/fluke540b-a54-2.jpg)
14 Meßbereiche von 0,5 Volt bis zu
1000 Volt. In der Stellung Shunt sind mit externen
Shuntwiderständen Wechselströme meßbar.
Mittels kleinen externen Thermalkonvertern A55, lassen sich sogar
Frequenzen bis zu etwa 50 MHz messen. 14 measurement ranges from 0.5
volts up to 1000 volts. Shunt position uses A40 resistors for AC
current measurements. The HF thermal converter A55 expands frequency
range up to 50 MHz.
Ein kleines Beispiel zur Bedienung des Gerätes:
Es soll der Effektivwert einer unbekannten AC Spannung gemessen werden:
Voreinstellungen:
- Bemühung um eine konstante Raumtemperatur
- Einschalten der AC-Quelle, einstellen auf Sollwert, ca. 1-2 Stunden warmlaufen lassen, abhängig vom Modell
- Einschalten der DC-Quelle, einstellen auf Sollwert, ca. 1-2 Stunden warmlaufen lassen, abhängig vom Modell
- beide Quellen mittels DMM und Oszilloskop auf Einstellwert und unerwartete Anomalien überprüfen
- DMM und Oszilloskop wieder abklemmen
- Power OFF
- Mode Switch auf OFF
- Range Switch auf 1000V
- DC Polarity Switch PULLED, herausgezogen
- Sensitivity LOW
- Galv OPEN
- Sensitivity Test OPR
fachgerechte Verkabelung vorbereiten, d.h. z.B. massives blankes nicht
oxidiertes Kupfer z.B. mehradriges Telefonkabel, blanke
Kupferkabelschuhe, kurze Leitungen, flexible Messleitungen sind
wenn möglich zu vermeiden, Sense Anschlüsse nutzen oder
bewußt ohne Sense Leitung mit definierter Messkabel Länge,
die dann als ständiges Teil des Messobjektes zu sehen ist, eine
Frage was man will.
Beginn der Messung an der AC-Spannung
- Power REFERENCE, Prüfung auf ausreichende Batteriespannung der internen 1.35V Referenz
- Power GALV, Prüfung auf ausreichende Batteriespannung der internen 12.5V Galvanometer Versorgung
- Power SEARCH, Prüfung auf ausreichende Batteriespannung der internen 12.5V Search Amplifier Versorgung
- Power ON, Gerät ist eingeschaltet
- AC-Quelle anschließen, DC-Quelle ist nicht angeschlossen.
- Mode AC SEARCH, Prüfung des Messbereichs
- Range 1000V, 500V..... soweit herunter bis der richtige
Messbereich erreicht ist, bei dem der PERCENT INPUT Meter sich
innerhalb des grünen Bereichs befindet, möglichst im oberen
Drittel.
- Mode AC TRANSFER, am Thermokoppler liegt nun die zu vergleichende
AC Spannung an und heizt diesen auf. Da dieser thermische
Einschwingvorgang eine Weile dauert bis er einen sehr konstanten Wert
annimmt, sollte für diesen Vorgang mindestens 10 Minuten Zeit
gegeben werden, eine 1/2 oder ganze Stunde ist natürlich zu
bevorzugen.
- Galv MOMENTARY kurz antippen, Galvanometer Ausschlag beobachten
- Reference Adjust COARSE, soweit verdrehen dass Galvanometer Ausschlag unter gehaltenem MOMENTARY möglichst gering ist
- Galv LOCK
- Reference Adjust MEDIUM, soweit verdrehen dass Galvanometer Ausschlag unter Galv LOCK möglichst gering ist
- Galv OPEN
- Sensitivity MED
- Galv Zero, verdrehen bis Galvanometer exakt auf Null steht
- Galv LOCK oder MOMENTARY kurz antippen, Galvanometer Ausschlag beobachten
- Reference Adjust MEDIUM, soweit verdrehen dass Galvanometer Ausschlag unter Galv LOCK möglichst gering ist
- Galv OPEN
- Sensitivity HIGH
- Galv Zero, verdrehen bis Galvanometer exakt auf Null steht
- Galv LOCK oder MOMENTARY kurz antippen, Galvanometer Ausschlag beobachten
- Reference Adjust FINE, soweit verdrehen dass Galvanometer Ausschlag unter Galv LOCK möglichst gering ist.
Im Idealfall besteht beim Hin- und Herschalten von Galv OPEN und LOCK
kein Unterschied, der Zeiger steht still. In diesem Fall haben beide
Eingänge des Galvanometers dieselbe Größe, die
heruntergeteilte interne Referenz ist am Galvnometer gleich der
heruntergeteilten AC-Spannung. Man sollte den Zustand in der
Sensitivity HIGH Position etwas genauer beobachten, muss man diesen
Zustand z.B. ständig neu nachstellen, so ist entweder die interne
Referenzbatterie nicht ausreichend stabil und verliert ständig
leicht an Spannung oder die AC-Amplitude driftet weg oder als weitere
Möglichkeit der Thermotransfer hat sich noch nicht auf einen
ausreichend stabilen Wert eingeschwungen.
Beginn der Messung an der DC-Spannung:
AC-Quelle bleibt angeschlossen, DC-Quelle ist noch nicht angeschlossen.
- Mode DC SEARCH, Prüfung des Messbereichs
- Range 1000V
- DC-Quelle anschließen
- Range
1000V, 500V..... soweit herunter bis der richtige Messbereich erreicht
ist, bei dem der PERCENT INPUT Meter sich innerhalb des grünen Bereichs
befindet, möglichst im oberen Drittel.
- Mode DC TRANSFER, am Thermokoppler liegt nun die zu vergleichende
DC Spannung an und heizt diesen nun mit der DC-Spannung weiter. Da der
größte Teil des thermisches
Einschwingvorgangs bereits unter AC stattgefunden hat kann nun recht
schnell der DC TRANSFER stattfinden.
Reference Adjust muss unverändert bleiben, nicht mehr daran drehen
- Galv MOMENTARY, kurz antippen und dabei die DC-Bezugsquelle soweit verstellen bis der Galvanotermeter Ausschlag geringer wird.
- Galv LOCK, die DC-Bezugsquelle fein einstellen bis das Galvanometer keinen Ausschlag mehr anzeigt.
Die nun gefundene DC-Spannung entspricht dem Effektivwert der zur transferierten AC-Spannung.
Wiederholung der Messung:
die Messungen sind mehrfach zu wiederholen, zunächst nocheinmal
diesselbe Messung mit DC Polarity Switch PUSHED, eingedrückt. Die
Polarität der angelegten DC-Spannung ist nun umgekehrt. Die Polung
des Thermokopplers bewirkt bei diesem Gerät einen Unterschied von
nur wenigen Teilstrichen in der Sensitivity HIGH Position. Der
wahrscheinlich richtigere Wert ist der Mittelwert aus beiden. Ich kann
über die Ursachen nur spekulieren, möglicherweise sind es
Unterschiede in den Leckströmen der Schutzdioden des
Thermokopplers. Wenn jemand die Ursache erklären kann, soll er
sich bitte melden.
die ganze Mess Prozedur mit jeweils unterschiedlicher Polarität
dreimal wiederholen und dabei Mittelwerte der Ergebnisse bilden.
Eine AC-Spannung kalibrieren:
die Messung geschieht umgekehrt, zuerst findet der DC-Transfer statt,
dann erst der AC-Transfer. Hierbei wird die auszukalibrierende AC
Quelle mit ihren Potentiometern solange verstellt bis die beiden
Transfer Spannungen identisch sind. Die frisch kalibrierte AC-Spannung
übernimmt dabei den zuvor eingestellten DC-Spannungswert.
Zusammenfassung:
bei der zeitlich langen Dauer der Messungen ist es offentlich, dass ein
genauer Transfer nur gelingen wird wenn sehr driftarme DC und AC
Quellen verwendet werden. Driftende Quelle einzusetzen ist
sinnlos. Von hoher Bedeutung ist auch die Driftfreiheit und
Qualität der internen Referenzspannung.
Interne Referenzspannung:
ursprünglich wurde dafür eine 1.35 Volt Quecksilberoxid
Batterie verwendet, ausgelegt als Monozelle. Quecksilberoxid Batterien
werden kaum mehr hergestellt, falls man doch noch
Restbestände irgendwo herbekommt ist es Glück.
Quecksilberoxid Batterien haben die Eigenschaft einer sehr konstanten
Entladekurve, eine für diese Anwendung essentielle Eigenschaft.
Nutzer von älteren Foto Belichtungsmessern können ein Lied
davon singen, sie ärgern sich oft über schlechte oder weniger
gut haltbare PX625 Ersatzbatterien.
Der Thermal Transfer ist eine ratiometrische Angelegenheit, d.h. die
Absolutwerte der Referenzbatterie spielt keine Rolle, es ist egal ob
die Batterie während der Messung einen Wert von 1.35V oder 1.5V
oder 1.2V aufweist, die Reference Adjust Potentiometer gleichen dies
aus. Von hoher Bedeutung jedoch ist die Stabilität dieser Spannung
während einer Messprozedur, wenn die Batterie wegläuft
während des Zeitraumes z.B. vom DC-Transfer zum AC-Transfer ist
die ganze Messung entsprechend fehlerbehaftet und die Präzision
hinüber.
Nach einer geeigneten sehr driftarmen Ersatzbatterie habe ich sehr
lange gesucht. Frisch geladene Akkus sind hierfür beispielsweise
der Horror oder wie immer ständig leer durch Selbstentladung. Die
Größe allein sagt nichts, entscheidend ist alleine die
benutzte Technologie und Generation. Nach langem Suchen habe ich eine
schöne Lösung gefunden, das Teil steht nun wunderbar still.
Allerdings waren dazu wieder ein paar einfache
schaltungstechnische Maßnahmen notwendig, die hier nicht genannt
werden müssen, man würde mich dafür wieder zerhacken mit
Bemerkungen wie: "ist der noch ganz dicht, sowas tut man doch nicht".
Ich habe hierzu bei einer ähnlichen Situation meine Erfahrungen
gemacht, ich hatte einst einfach nur einen Verstärker mit Wasser gewaschen
und mir nichts dabei gedacht, das gab innerhalb des Internets einen
Aufschrei das konnte man kaum beschreiben: "der ist verrückt"
"IRRER" oder ähnlichem. Das tue ich mir diesmal nicht erneut an.
Wer's trotzdem wissen will, der sende mir ein Foto von seinem 540B mit
einer geöffneten Getränkeflasche davor, hergestellt von einem
lokalen Getränkehersteller aus Deiner Region oder irgendwas
orginelles zusammen mit dem Standard, das ist die Eintrittskarte,
außerdem kriege ich so wenigstens mal ein paar interessante Fotos
auf die Seite.
![Thermischer AC zu DC Wandler](images/fluke540b-converter.jpg)
Das
weiße (Abschwächer) und das graue Kästchen
(thermischer Hoch Vakuum Konverter) sollten unbedingt nicht
geöffnet werden, sehr zum Wohle des einjustierten
Frequenzgangs. Das weiße enthält jede Menge
Metallfilm Widerstände und Mica Kondensatoren, nicht mal daran
rumbiegen. Don't open the high vacuum
thermocouple and transfer compensated attenuator, calibrated frequency
response can be accidentally degraded easily. Many metall film
resistors and Mica capacitors inside.
![](images/fluke540b-elektronik.jpg)
Die
linke Leiterplatte ist ein ca. 5 kHz Oszillator und ein Synchron
Demodulator. Das Gerät hat einen magnetisch basierenden
Modulator. Unten in der Mitte ist der "Saft" zu sehen, hier sind es
NiCd Batterien vom Hersteller Saft, die noch aus Jahr 1979
stammen. Left hand PCB shows an 5 kHz
oscillator and synchronous demodulator. Devices operates also with NiCd
Battery.
![](images/fluke540b-electronic.jpg)
Die
obere Leiterplatte ist der magnetische Modulator. In der Bildmitte
sieht man den Batteriehalter für eine 1.35V Quecksilber Mono
Batterie (nicht eingesetzt). Gut zu erkennen an der Korrosion des
Kontaktes, der Pflegezustand war vernachlässigt. Wenn
der Standard einfach nur rumsteht, davon wird er in seiner Genauigkeit
natürlich nicht schlechter, aber es ist später immer
mit Arbeit verbunden, bis eine neue Inbetriebnahme rundum erfolgreich
ist. Es ist leider üblich, war vielfach noch nie anders, bei
allen Geräten mit internen Batterien: oft sind sie ungepflegt
und vernachlässigt worden, Batterien und Akkus tiefentladen
oder ausgelaufen, dadurch sind langfristig die Kontakte korrodiert und
in den meisten Fällen unbrauchbar geworden. Die Korrosion
setzt sich teilweise bis in die ersten Zentimeter der
Kupferdrähte hinein fort, die
Anschlußdrähte zum hin Kontakt sollte man daher auch
ersetzen.
Kleiner Ausflug:
Auch
Multimeter nutzen das Prinzip die Wechselspannung zuerst in eine
Gleichspannung zu wandeln. Dazu gibt es verschiedene Methoden, eine
davon ist beispielsweise die elektronische
Präzisionsgleichrichtung. Viele fertige IC's sind
hierfür erhältlich. Besonderer Vorteil der
thermischen Methode ist auch eine weite Frequenzunempfindlichkeit, mit
speziellen Geräten lassen sich auch die Bereiche in der
Hochfrequenz abdecken. Ein nicht zu unterschätzender Vorteil
thermischer Methoden ist der Dynamikumfang, die Fähigkeit auch
Signale mit höherem Scheitelfaktor zu verarbeiten, viele
elektronische Verfahren kommen hier schneller an ihre Grenzen, was der
540B an Scheitelfaktor verarbeiten kann ist mir unbekannt, spielt auch
weniger eine Rolle, da sinusförmige Signale in der Kalibration
die Regel sind. Für rms Messungen nicht sinusförmiger
Signale eignen sich auch Instrumente wie 3400A
oder 3403C
, deren Messungenauigkeit verglichen mit dem Thermal Transfer spielt
bei nichtsinusförmigen Signals eine untergeordnete Rolle. Es
gibt aber auch thermisch arbeitende IC's, beispielsweise der LT1088
(obsolete) von Linear Technology. Er vereint zwei Heizkreise auf einem
IC und kann höhere Frequenzen und Scheitelfaktoren
verarbeiten, lesenswert dazu sind die Applikations Beispiele
für diesen Baustein.
Zurück zum Thermal Transfer:
wie
man aus den Bilder sehen konnte, war der Standard in einem nicht
funktionsbereiten Zustand. Die 1.35V Referenz Batterie fehlte und auch
die Nickel Cadmium Akkus waren bereits sehr altersschwach. Die
Ladeschaltung schaffte es zwar noch die Akkus nahe an die NiCd
Ladeschlußspannung zu bringen, einige einzelne Zellen jedoch
schwächelten jedoch sehr und verloren bereits nach einer
halben Stunde deutlich an Spannung. Üblicherweise reicht eine
Akkuladung für ca. 100 Stunden, die Referenzzelle wurde mit
ca. 2000 Betriebsstunden angegeben. Eine Akkuladung sollte ca. 16
Stunden dauern.
Normalerweise
sind NiCd Akkus bei richtiger Pflege und Lagerung eine sehr
zuverlässige und langlebige Akkutechnologie, aber den
gezeigten Exemplare wurde die richtige Behandlung in den letzten Jahren
verweigert. Sie waren bereits tiefentladen und lagerten wahrscheinlich
lange innerhalb dieses ungünstigen Ladezustand. Man muss
allerdings fairerweise auch dazu sagen, die Akkus sind bereits 28 Jahre
alt. In solch einem Fall sollten neue verwendet werden.
Die
NiCd Akkus sind zwei Blocks zu je zehn Zellen in Serie. Die verbaute
Größe ist Sub-C, eine Größe die
fast nur in industriellen Geräten zu finden ist, in
kommerziellen jedoch seltener. Die Preise dieser Bauform ist
höher verglichen zu üblichen
Größen, außerdem sind Sub-C nicht an jeder
Ecke zu kaufen. Was nun?
Unbedingt
wollte ich umsteigen auf handelsübliche
Größen. Zellen der Größe Mignon
würden problemlos in den vorhandenen Bauraum passen, die
hatten mir aber eine zu geringe Kapazität. Babyzellen
hätten eine höhere Kapazität, jedoch passen
sie nicht mehr ohne Umbau ins orginale Batteriefach. NiCd oder NiMH
Akkus hätten auch den Vorteil, man könnte die
originalen Ladeschaltung verwenden, sie haben aber zwei entscheidende
Nachteile:
- NiCd
und NiMH Akkus verlieren schnell ihre Kapazität durch
Selbstentladung, das ist für diese Anwendung unschön.
Es kann sein, das solch ein Standard nur alle paar Monate genutzt wird,
das Problem dabei - die Akkus wären immer genau dann leer wenn
man sie braucht. NiMH haben normalerweise sogar noch eine schnellere
Selbstentladung als NiCd.
- NiCd
und NiMH höherer Kapazität und Qualität
waren mir auch ein klein wenig zu teuer und mit viel Lötarbeit
und Einpackerei verbunden, aber es geht auch anders:
Insbesondere Quecksilber-Oxid, NiCd und Blei-Säure Akkus sollten
unbedingt fachgerecht entworgt werden, da
sie umweltgefährdende Schwermetalle enthalten. Die alten 540B
Akkus wurden daher über eine Rücknahmestelle entsorgt.
Der gute alte Blei Säure Akkumulator
Bleigel
Akkus sind bei korrekter Behandlung, Lagerung und Ladung sehr
langlebige und
zuverlässige Energiespeicher und dazu noch preiswert.
Die Exemplare, die auf den folgenden Bildern gezeigt werden
sind von hoher Qualität, neueren Baujahrs und stammen sogar von
einem preiswerten Elektronikversender, de-facto umsonst verglichen zu
NiCd oder NiMH, dazu noch mit einer brachialen Kapazität, die
sonst nur mit hochwertigen Monozellen zu erreichen ist. Zwanzig gute
NiCd Monozellen kosten ein Vielfaches verglichen zu den Bleigel
Akkus. Mit einer Kapazität von 7.2Ah läßt sich sehr
sehr lange messen, spannungsstabil ist das auch.
Die spezifizierte Selbstentladerate dieses 12V/7.2Ah Bleigel Akkus liegt bei bei etwa:
nach 3 Monaten 80% @27°C
nach 7 Monaten 50% @27°C
nach 3 Monaten 90% @16°C
nach 7 Monaten 75% @16°C
nach 13 Manaten 50% @16°C
Mit dieser Selbstentladerate läßt sich gut leben, alle 2
Monate werden die verbauten Akkus sowieso über ein externes modernes
spezielles Bleiakku Ladegerät nachgeladen, so sind sie immer
einsatzbereit und sollten hoffentlich lange halten. Ein vollgeladender
Akkus hat im Ruhezustand (nach Volladung und ca. 2h Wartezeit) eine
Leerlaufspanung von ca. 12.9 Volt. Grundsätzlich sollten
Blei-Akkus nicht unterhalb 12.6V über einem längeren Zeitraum
gelagert werden, sie dürfen im Gebrauch natürlich auch
darunter entladen werden, jedoch sollte baldmöglichst nachgeladen
werden. Informationen über Blei Akkus gibt es reichlich, man muss
allerdings lange in diesem Zahlensalat der verschiedensten Quellen
herumsieben um das wesentliche für diese Applikation zu erkennen.
Umbau des Gehäuse
Die Blei Akkus passen natürlich nicht mehr in das Gehäuse,
dann muss das Gehäuse eben nach außen verlegt werden, gesagt
getan:
Zeigt die ursprüngliche Ladeschaltung, die hier bereits etwas
abgeändert worden ist. Der Batteriehalter bleibt unbenutzt. Die
gelben Kondensatoren wurden angebracht und die Gleichrichterdioden
abgeklemmt, da sie nicht mehr benötgt werden und mit
Sperrströmen nur die Akkus belasten würden (minimalst, eher
lächerlich wenig). In den grünen Plastikschalen befanden sich
die Sub-C Akkus. Durch die Bohrung der ehemaligen Netzsicherung wurden
geschirmte Anschlußleitungen für die Akkus gelegt, der
Schirm ist nicht stromführend, er liegt am Gehäusepotential,
zu erkennen an den Kupferösen.
Hier wurden nun die Akku Anschlussleitungen herausgeführt und
entsprechend befestigt. Der untere Rahmen aus Kupferleiterplatten und
den Aluwinkeln bildet das Tragegestell für die Akkus. Das Gestell
ist gestützt durch zwei zusätzliche Gummifüße
darunter.
Um es gleich vorweg zu nehmen so sieht das Gehäuse im fertigen
Zustand aus. Rundum geschlossen mit zweiseitiger Kupferleiterplatte,
zusammen mit den geschirmten Leitungen entsteht so ein schöner
Schirmkäfig, die Batterien wollte ich nicht offen rumstehen
lassen. Aus optischen Gründen wurde die Kupferoberfläche
leicht anpoliert und anschließend überlackiert mit Klarlack.
Zeigt den Akku für den Galvanometer Schaltungskreis. Rechts
daneben in der kleinen Dose befindet sich die Referenzzelle. Die langen
isolierten M6 Schrauben im Deckel fixieren bei montiertem Deckel den
Akku an seiner Position und verhindern ein Verrutschen. Die
Referenzzelle ist fest verschraubt, als Basis diente eine alte
Medikamentendose; wieder ein Beispiel dafür wie sich
selbst Müll ausgezeichnet mit hochwertigster Messtechnik
kombinieren läßt. Vom Medikament stammt auch der Aufkleber
"zum alsbaldigen Verbrauch bestimmt", das hat natürlich nichts mit
der Zelle zu tun.
Auf der rechten Gehäusehälfte dasselbe wie links. Nur sind
diesmal die Akkus für den Search Amplifier zu sehen. Dies sind
zwei in Serie geschaltete 6V Akkus. Der Schaltkreis benötigt eine
Mittenanzapfung. Alle nach außen führenden Akkus erhielten
eine zusätzliche Schmelzsicherung als Brandschutz für
unvorhergesehe Dinge, man weiß ja nie.
Auf jeder Gehäuseseite befindet sich eine Ladebuchse zum
Anschließen der Akkuladegeräte. Verwendet wurde
eine hochwertige und stabile 180 Grad DIN Einbaubuchse. An die
beiden vorhandenen Ladegeräte wurden zwei entsprechende
Gegenstecker montiert. Alle meine Messgeräte mit interner 12V
Akkuversorgung tragen nach außen hin dieselbe Ladebuchse und
Anschlussbelegung. In der Praxis ist diese Methode äußerst
hilfreich, zwei Ladegräte für alles. Bei Bedarf einfach
anstecken und die Lader rein in die Steckdose, nur die
grüne LED zur Ladeende Anzeige am Ladegerät abwarten -fertig
-. Die Low Batt Anzeige wurde neu auf die Blei Akkus eingestellt.
Das Schöne an diesen modernen Ladern ist, man kann sie auch
mal vergessen wieder abzuklemmen, sie stellen automatisch um auf
Erhaltungsladung. Das Vergessen des Wiederabklemmens ist sogar ein
Betriebszustand fast schon wie geboren für Bleiakkus.
Ein NiCd Akku hingegen in konventioneller alter Methode geladen wie es
die originale Ladeschaltung vorsieht, sollte spätenstens nach 72
Stunden wieder vom Netz. Die originale Ladeschaltung für die
originalen Sub-C hat keine Endabschaltung oder ähnliches,
fairerweise muss man dazu auch den Zeitpunkt der damaligen
Geräteentwicklung betrachten, damals gab es halt noch keine
Lade-Controller-IC wie heute.
Der Gewinn an Komfort durch Bleiakkus in Kombination mit
Ladetechnik aus dem 21. Jahrhundert ist schon eine schöne Sache.
Auf diese Weise lade ich mir ohne Stress, Angst, Vergesslichkeit und
Gefummel meinen ganzen Batterie betriebenen Messgeräte Park, die
Ladebuchsen bekamen bewußt an allen Geräten dieselbe
Anschlussbelegung.
Das ganze Gehäuse ist leicht zu entfernen, damit man wieder an die
Innereien des Standard herankommen würde. Es ist lediglich mit der
Geräte Ober- und Unterseite verschraubt und kann einfach nach
hinten abgezogen werden. Es hat wirklich eine nette Weile an
Überbelegung gedauert wie eine sinnvolle Akkuhalterung aussehen
könnte, einiges an anderen Lösungen wurde verworfen. Auch der
Aufbau des Kastens und die Verdrahtung hat wahrlich seine Zeit
gedauert, an einem einzigigen Tag schafft man sowas nicht unbedingt.
Es existiert noch ein zweiter 540B, der auch in Betrieb genommen wird,
allerdings werde ich mir diesmal nicht die viele Arbeit machen nochmal
einen schönen glänzenden Kasten zu bauen. Das zweite Gerät dient zur Verifizierung der
Messergebnisse des Ersten.
Hier das Bild vom zweiten Gerät. Diese Ausführung ist ein
wenig älter als das bisher gezeigte. Das Gerät wurde vom
Vorbesitzer auch an Batterien betrieben, er hat sie außerhalb
daneben gestellt, leider wurden die sieben Anschlussdrähte der
Batterien einfach abgeschnitten und keiner weiß mehr wo welcher
Draht hinkommt an welche Batterie, hierbei beim Wiederanschließen
einen Fehler zu machen wäre fatal. Daher blieb mir nichts anderes
übrig als den schönen Kabelbaum aufzuschneiden und schauen wo
was hingeht und zu überlegen was wo dran kommt. Das Manual ist
dafür natürlich hilfreich. Leider war die Drahtfarbe komplett
anders als im neueren Modell - abschauen - ging nicht. Alles
rausgefunden, Kabelbaum wieder zusammengebunden und Akkus
angeschlossen. Geladen werden die Akkus mit diesem Ladegerät, dazu werden sie jedoch rausgenommen.
Das sind so die Fleißarbeiten, die immer sehr sehr
viel Zeit benötigen, aber was will man tun? keine andere Wahl und
dabei noch die Nerven behalten und keinen Fehler machen. Auf der
Rückseite befinden sich ganz unspektakulär zweimal 10 Mignon
Akkus in einem Batteriehalter auf die Rückwand geschraubt.
Mit diesen Standards misst es sich sehr angenehm und komfortabel, es macht richtig Spaß damit.
Ein Leserbild per Email zugesandt an Weihnachten 2013:
Moin Ralf,
du wolltest doch immer mal nen "etwas anderes" Fluke540B-Bild für deine website.....zumindest hast Du das doch in Deinem Artikel geschrieben....
Ungewöhnlich genug? Ich nenne es "Mini-Nerd am Transfernormal"
Ich bin ja sooooooo stolz auf unseren Kleinen und seinen guten Geschmack :-))
Der junge Bub auf dem Weg zum frühen Meister,
beste Unterstützung vom "Hersteller" hat er garantiert.
Herzlichen Glückwunsch
(Ich sage nicht von wem das Bild stammt, Datenschutz.)
![](images/fluke540b-referenz.jpg)
geht
ganz gut als 1,35V Batterie Ersatz