Danas je nabavljen američki vojni fluksmetar oznake TS-15 C/AP iz 1955. godine. Fluxmetar je instrument za mjerenje gustoće magnetskog toka (fluksa), odnosno za mjerenje magnetske indukcije ili najjednostavnije rečeno za mjerenje jakosti magnetskog polja koju primjerice stvaraju permanentni magneti ili elektromagneti.
Mjerni opseg fluksmetra TS-15 C/AP je od 1200 do 9600 Gaussa, podijeljeno u tri mjerna opsega. Gauss (Gs) je zastarjela mjerna jedinica za jakost magnetskog polja te je danas u upotrebi mjerna jedinica Tesla (T) po našem izumitelju Nikoli Tesli (1 T = 10000 Gs). Permanentni magneti koji se izrađuju za široku upotrebu imaju jakost magnetskog polja od cca 10 Gs – 10 000 Gs (1 mT – 1 T) te je naš fluxmetar pogodan za mjerenje upravo takvih magneta.
Princip rada fluksmetra TS-15 C/AP vrlo je jednostavan što se vidi i iz priložene sheme (otisnuta unutar kućišta instrumenta). Vidimo da se osnovni strujni krug sastoji od dva miliampermetra (senzorski – PROBE METER i mjerni – GAUSS METER) koji su međusobno serijski spojeni sa izvorom napajanja (baterija 1,5 V). U serijskom krugu nalazi se i otpornik za ukupno ograničenje struje (R9) kao i potenciometri kojima se u kombinaciji sa mjernim otpornikom za pojedini mjerni opseg regulira točna jačina struje kroz ovaj serijski strujni krug potrebna za pojedino mjerenje (R3-R8, R2-R7 i R1-R6). Ostali elementi su paralelni strujni kalibracijski otpornici za instrumente – shuntovi (R10, R4, R5).
Mjerni instrument (GAUSS METER) baždaren je u Gaussima i izveden kao klasični analogni instrument sa magnetom i zakretnim svitkom. Ključna je ovdje izvedba senzorskog instrumenta (PROBE METER) koji je slične konstrukcije kao i mjerni instrument ali bez internog magneta (sadrži samo zakretni svitak). Magnetsko polje kod takvog senzorskog instrumenta naime stvara vanjski permanentni magnet kojem mjerimo jačinu polja. Jasno je dakle da će otklon kazaljke senzorskog instrumenta ovisiti o struji koja teče kroz zakretni svitak i od jačine magnetskog polja u koji je uronjen, odnosno o jačini polja koje stvara sam vanjski magnet kojeg mjerimo.
Slike prikazuju unutrašnjost senzorskog instrumenta (PROBE METER) koji se sastoji od zavojnice sa zakretnim svitkom, a permanentni magnet (stator) je izostavljen i njega nadoknađuje magnetsko polje magneta kojem mjerimo jačinu. Na bočnim stranama senzorskog instrumenta uočavaju se bijele križne oznake koje označavaju mjesto na koje bi trebalo postaviti polove magneta kako bi se izmjerilo najjače polje i kako bi mjerenje bilo točno.
Magnetsko polje nije iste jačine posvuda oko magneta (najjače je na polovima) i ovisi o obliku magneta. Naš fluksmetar predviđen je za mjerenje magnetskog polja potkovičastih magneta, a kod takvih magneta magnetski tok je najgušći u sredini između polova. Stoga, ukoliko želimo izmjeriti najveću snagu magneta, zakretni svitak senzorskog instrumenta potrebno je centrirati u središnji dio između polova magneta, za što se u kompletu nalaze četiri držača (adaptera) koji olakšavaju centriranje i koji se odabiru ovisno o fizičkom razmaku polova na magnetu. Ukoliko je razmak između polova magneta još veći, kao i za ravne (štapićaste) magnete, senzorski instrument se postavlja na željenu poziciju uz pomoć ručice koja se također nalazi u kompletu.
Sada se vratimo na shemu kako bi opisali na koji način se radi samo mjerenje ovim instrumentom. Potenciometrom MEASURE podesi se struja tako da se kazaljka senzorskog instrumenta dovede na pun otklon (crvena oznaka na skali). Što je magnetsko polje u kojem se nalazi senzorski instrument jače to će biti potrebna manja struja za puni otklon i obrnuto. Jačina struje na punom otklonu senzorskog instrumenta očitava se na mjernom instrumentu koji ima skale baždarene u Gaussima. Jasno se uočava kako vrijednosti jakosti magnetskog polja na skali idu od viših prema nižim vrijednostima u odnosu na smjer otklona kazaljke, što je i logično, jer što je magnetsko polje slabije to je potrebno pustiti veću struju kroz serijski strujni krug sa instrumentima kako bi senzorski instrument postigao pun otklon, a mjerni instrument onaj otklon koji odgovara jačini magnetskog polja.
Još jedan dodatak koji se uočava na shemi je sklopka NORMAL – REVERSE. Vidimo da se ovom sklopkom prebacuje polaritet senzorskog instrumenta tako da se kazaljka otklanja u ispravnom smjeru s obzirom na to kako smo okrenuli instrument unutar polova magneta (smjer struje kroz instrument mijenja se sa promjenom polova magneta). Naime magneti vrlo rijetko imaju na sebi oznake polova te se oni mogu detektirati jedino eksperimentalno. Kako ne bi morali ponavljati postupak centriranja senzorskog instrumenta između polova magneta u slučaju obrnute polarizacije, dovoljno je samo prebaciti navedenu sklopku. S obzirom da su jačine i polovi magneta prije mjerenja uglavnom nepoznati, dobro je uvijek krenuti sa mjerenjem na najvišim mjernim opsezima, odnosno sa namještenom najmanjom strujom kroz krug, kako bi se spriječilo oštećenje osjetljivih mjernih instrumenta.
Napajanje fluksmetra TS-15 C/AP je preko jedne standardne D-LR20 baterije napona 1,5 V. Na kućištu baterije jasno je označena orijentacija polariteta iste.
Vanjska i unutarnja očuvanost instrumenta je izvrsna. Tipično za američke vojne elektroničke uređaje unutar kućišta otisnuta je električna shema prema kojoj su jasno označene i sve komponente na tiskanoj pločici. Time je popravak i servis instrumenta maksimalno olakšan, a uvelike je olakšano i naše proučavanje uređaja s kojim se prvi put susrećemo. Kao što se vidi, sve elektroničke komponente su vizualno u besprijekornom stanju, a s obzirom da se radi o komponentama koje nisu kritične glede roka upotrebe, ovaj mjerač bi mogli odmah uključiti i testirati. No, za to nam je potrebna jedna debela baterija D-tipa koju baš sad nemamo pri ruci. Tako i ovaj instrument moramo do daljnjeg odložiti na policu, no, za razliku od mnogih drugih, sigurno će se nam se vrlo brzo opet vratiti na elektronički radni stol 🙂