Iskra Unimer 13 (Goerz Unigor A43)

Danas je nabavljen univerzalni mjerni instrument Unimer 13, slovenskog proizvođača Iskra iz kraja 1970-tih godina. Instrument je rađen po licenci austrijskog proizvođača Goerz Electro koji je prve primjerke ovog instrumenta proizveo 1974. godine.

Tvrtka naziva CP Goerz (po osnivaču Carl Paul Goerz) formirana je još 1886. godine i kroz čitavo razdoblje do kraja 2. svjetskog rata proizvodila je isključivo razne optičke uređaje za vojne i civilne potrebe (fotoaparati, objektivi, kamere, leće, filmovi, optički ciljnici za puške i slično). Nakon rata formira se tvrtka Goerz Electro sa proizvodnjom električnih mjernih instrumenta za civilne potrebe koja je trajala sve do 1991. godine.

Tvrtka ISKRA vuče korijene iz 1946. godine te je i danas prisutna na tržištu. Kroz čitavo razdoblje postojanja nudi širok spektar proizvoda iz područja elektronike, elektrotehnike, telekomunikacija, energetike, automatizacije i tome srodnih proizvodnih grana.

Unimer 13 omogućuje slijedeća mjerenja:

• mjerenje istosmjernog i izmjeničnog napona do 1000 V u devet mjernih opsega
• mjerenje istosmjerne i izmjenične struje do 10 A u dvanaest mjernih opsega
• mjerenje električnog otpora do 50 MΩ u šest mjernih opsega
• mjerenje kapaciteta kondenzatora do 10 µF u tri mjerna opsega

Osim ovoga Unimer 13 je opremljen i skalom za mjerenje pojačanja ili slabljenja u dB s obzirom na referentni napon 0,775 V (600 Ω) koja je baždarena za naponski opseg 3 V (-10 dB do +12 dB). Za proširena mjerenja na drugim naponskim opsezima potrebno je uračunati korekciju od 10 dB po opsegu. Više o ovoj vrsti mjerenja pisali smo u objavi Multimetar C4313.

Točnost mjerenja je ±1 % za istosmjerna i ±1,5 % za izmjenična mjerenja za na punom otklonu skale za sve opsege (vidi objavu Multimetar C4313), što vrijedi za uvjete temperature okoline od 20°C i izmjenična mjerenja u frekvencijskom opsegu 50-60 Hz. Promjena temperature okoline za 10°C može pogoršati točnost mjerenja do 1 %, a mjerenja na nižim ili višim frekvencijama (15-20000 Hz) mogu unijeti dodatnu pogrešku do 1,5-3 % ovisno o mjernom opsegu (do 4 % za opseg frekvencija 20-40 kHz).

Unimera 13 je elektronički mjerni instrument opremljen tranzistorskim pojačalom te mu je unutarnji otpor 100 kΩ/V za sve istosmjerne i izmjenične opsege. Za usporedbu, prethodno opisani također elektronički Unimer 1 ima unutarnji otpor 200 kΩ/V, dok je kod klasičnog Unimera 3 bez pojačala unutarnji otpor 20 kΩ/V za istosmjerne i 4 kΩ/V za izmjenične naponske opsege.

Unimer 13 je za 1970-te godine bio izuzetno napredan i precizan analogni multimetar, te je predstavljao sam vrh ponude ovakvih instrumenta. Velika pažnja kod dizajna instrumenta posvećena je jednostavnosti upotrebe s jedne strane i zaštiti od pogrešnih spajanja s druge strane tako da se radilo o instrumentu koji je u širokom opsegu tolerirao greške rukovatelja. Za sve vrste mjerenja instrument praktično koristi iste dvije mjerne utičnice, a dodatna treća utičnica služi samo za mjerenje jakih struja do 10 A. Napaja se samo jednom baterijom od 1,5 V i preko nje rade sva mjerenja i svi mjerni opsezi te nema potrebe za uvođenjem vanjskih viših napona za mjerenje kapaciteta i visokih otpora kako je to uobičajeno za većinu multimetara iz 1970-tih godina. Naravno, sve ovo ima i svoju cijenu.

Tako je Unimer 13 opremljen sa tri stupnja preko-strujne zaštite mjernog kruga. Prva zaštita je rastalni osigurač od 4 A. Druga zaštita je preko posebnog relejnog prekidača koji dobiva struju preko zasebne sekcije na višepolnoj sklopki za odabir mjernih opsega kako bi se dobila odgovarajuća povratna struja eventualnog preopterećenja za svaki pojedinačni mjerni opseg. Ovakav isti relej već smo vidjeli na multimetru Goerz Unigor 3. Treća zaštita je iskrište spojeno paralelno na ulazne priključnice za zaštitu instrumenta od visokonaponskih pikova koji se mogu pojaviti prilikom mjerenja na pojedinim elektroničkim sklopovima. Za preko-naponsku zaštitu samog mjernog sistema koriste se antiparalelno spojene diode (kako je uobičajeno kod gotovo svih analognim instrumenata), a osim toga u krugove je ugrađeno još pet zaštitnih tinjalica koje će na određenim sklopovima instrumenta kratko spojiti napone iznad cca 60-80 V.

Kako bi se jednom baterijom od 1,5 V mogli napajati svi mjerni krugovi u Unimer 13 je ugrađen oscilator izmjeničnog napona (28 kHz / 18 mV) koji generira izmjenični napon za mjerenje kapaciteta kondenzatora. Također, za mjerenje visokih električnih otpora ugrađen je DC/DC pretvarač koji napon baterije podiže na viši istosmjerni napon. Naravno ugrađeno je i tranzistorsko pojačalo za mjerni instrument kao i punovalni diodni ispravljač za izmjenične napone.

Do sada smo već naučili da koliko god se sheme multimetara čine jednostavne, zapravo je potrebno uložiti puno truda da bi se ispravno prepoznali strujni krugovi za pojedine opsege koje treba pratiti preko različitih shematskih prikaza složenih višepolnih sklopki i prekidača. Osim toga, vrlo često su u ovakvim instrumentima elektronički sklopovi i komponente povezani na specifične načine koje je teško razumjeti i otkriti njihove stvarne uloge. Često moramo crtati blok sheme ili slične pojednostavljene sheme kako bi uopće razlučili osnovne sklopove te njihovu funkciju i povezanost. Uređaji do kraja 1970-tih godina koji se baziraju na tada još uvijek rijetkim i skupim poluvodičima posebno su inovativni u krugovima koji će maksimalno iskoristiti svaku ugrađenu komponentu, odnosno svesti njihov ukupan broj na minimum.

Mogli bi potrošiti sate i dane izučavajući sklopove ugrađene u Unimer 13 i vjerojatno ne bi dokučili sve trikove koji su inženjeri implementirali u ovaj instrument. Tranzistor T5 i njemu pripadajući transformator sasvim sigurno čine bazu oscilatora izmjeničnog napona za mjerenje kapaciteta, a na njega se dalje nastavlja transformator Tr sa ispravljačem D16 koji osigurava viši istosmjerni napon potreban za mjerenja velikih otpora (na maksimalnom otporu mjerni napon iznosi 10 V). Tranzistori T1 i T2 čine dvostupanjsko naponsko pojačalo, a krug sa diodama D7 i D8 služi za punovalno ispravljanje napona za mjerni instrument. Tranzistori T3 i T4 moguće imaju ulogu sklopki, naponskih regulatora ili zasebnih pojačala za pojedina mjerenja.

Detekciju pojedinih sklopova dodatno otežava sama unutrašnja konstrukcija Unimera 13. Da bi se uopće dobio pristup većini elektroničkih elemenata potrebno je potpuno razdvojiti dvije tiskane pločice na način da se odlemi desetak poveznih žica između njih. Kad smo to napravili, testiranje i mjerenje na sklopovima je naravno nemoguće jer bi trebalo nekako privremeno povezati sve te žice kad su pločice razdvojene na radnom stolu, no tu uvijek postoji opasnost da se dugačkim žicama ne izazovu neke neželjene oscilacije ili gušenja na komponentama instrumenta (oscilator, pojačala) te mjerenja neće biti točna. Ukoliko je instrument neispravan, zapravo je jedini pristup taj da se isti rastavi i pojedinačno ispituje svaka komponenta na području gdje pretpostavljamo da bi mogao biti kvar. Naravno, tu treba biti siguran u ono što radimo jer svako ponovno rastavljanje i sastavljanje instrumenta povećava rizik od novih oštećenja. Bez kompletne servisno-tehničke dokumentacije (koja gotovo nikad nije dostupna) ovakve instrumente je često vrlo teško popraviti.

S obzirom da je Unimer 13 čak i za današnje standarde vrlo kvalitetan analogni multimetar mnogi praktični elektroničari rado će ga pokušati osposobiti za rad. Mi im ovdje možemo pomoći tako što ćemo detaljno snimiti njegovu unutrašnjost čime ćemo, nadam se, nekome olakšati kompletiranje i popravak istog. Na sreću, naš primjerak Unimera 13 je ispravan.

Za odvajanje tiskanih pločica kako bi se dobio pristup elemetima na njima potrebno je odlemiti desetak poveznih žica kojima su međusobno povezane.

Na ovoj pločici smješteni su uglavnom mjerni otpornici (strujni shuntovi desno, otpornici u djelitelju napona lijevo). Većina komponenti je original Goerz Electro no uočava se i pokoji kondenzator i otpornik proizvođača Iskra. 

Na ovoj pločici smješteni su uglavnom elektronički sklopovi Unimera 13 (pojačala, oscilator, DC/DC pretvarač). Većina komponenti je original Goerz Electro no uočava se i pokoji kondenzator i otpornik proizvođača Iskra. 

Elektromagnetski osigurač za zaštitu instrumenta od prevelikih struja na pojedninim mjernim opsezima.

Još jedna specifičnost Unimera 13 je skala za mjerenje otpora gdje je nula na početku skale, a ne na kraju skale kao kod većine multimetara. Tako će prilikom odabira opsega za mjerenje otpora kazaljka odmah otići u puni otklon, odnosno krajnji desni položaj (beskonačni otpor) te se i kalibracija vrši uz otvorene mjerne stezaljke namještanjem kazaljke točno na oznaku beskonačno (obično se kod drugih multimetara stezaljke kratko spajaju, a kazaljka namješta na nulu skale). Što se pak tiče mjerenja kapaciteta i ovdje se radi o principu mjerenja impedancije na poznatoj frekvenciji, odnosno na mjerenju struje koju propušta kondenzator na izmjeničnom naponu poznate frekvencije. Što je kondenzator većeg kapaciteta to će mu biti manji otpor (impedancija) i propuštati će veću struju.

Unimer 13 je jedan od rijetkih instrumenta iz 1970-tih godina kojeg se isplati i dalje držati u radioničkom kompletu. Mjerač kapaciteta odlično radi u rasponu 1 nF do 10 µF te može dobro poslužiti kao kontrolni mjerač nekom digitalnom mjeraču (ukoliko nam se očitana vrijednost čini sumnjiva), osim naravno ako baš nemamo neki profesionalni LCR mjerač iz cjenovnog razreda nekoliko desetaka tisuća eura kojem možemo puno više vjerovati u točnost i ispravnost mjerenja 🙂