Danas je nabavljen AVO metar Mavometer G njemačke tvrtke Gossen iz 1920-tih godina.
Mavometer je zamišljen kao modularni instrument vrlo širokog opsega mjerenja (60 mjernih opsega) no posjeduje svega dvije linearne mjerene skale. Stoga je za preračunavanje očitane vrijednosti u stvarnu potrebno prvo odabrati ispravnu skalu, a zatim i ispravni množitelj za pojedini mjerni opseg. Tome služe tablice, formule i druge upute koje dolaze sa korisničkim priručnikom ali su otisnute i na zadnjoj strani instrumenta jer bez ovih podataka mjerenje ne bi bilo moguće. Interesantno je što su dane i vrijednosti pojedinih mjernih otpornika koje je potrebno koristiti za neka uobičajena mjerenja struja i napona toga doba.
Tvornicu električnih mjernih uređaja pod prvotnim nazivom Paul Gossen Co. KG (P. Gossen & Co KG) osnovali su 1919. godine inženjer elektrotehnike Paul Gossen i njegov partner Otto Cohn. Tvornica je proizvodila instrumente za mjerenje struje i napona, a od 1932. godine počela i proizvodnja električnih svjetlomjera. Od 1960-tih godina počinje prodaja i promjena vlasnika tvrtke Gossen. Tako je 1963. godine 70% tvrtke preuzeo Bergmann EW AG, a preostalih 30% Siemens & Halske AG. Dvije godine kasnije Bergmann je otkupio dionice Siemens & Halske. Godine 1970. tvrtka je preimenovana u Gossen GmbH. Početkom 1990-tih tvrtku Gossen GmbH preuzima Gebr Röchling KG i tako postaje dijelom Röchling grupe, jedne od vodećih industrijskih tvrtki u Njemačkoj. Tijekom 1992. godine slijedi spajanje s tvrtkom Metrawatt, koja također pripada Röchling grupi i koja je prije bila jedan od najvažnijih konkurenata Gossenu u industrijskom sektoru. Tvrtka Gossen odustaje od svog sjedišta u Erlangenu i seli se u Nürnberg na lokaciju Metrawatt GmbH te ove spojene tvrtke nastavljaju poslovanje kao Gossen-Metrawatt GmbH. Krajem 1997. godine od tvrtke Gossen-Metrawatt GmbH formira se nova podružnica “Foto und Lichtmesstechnik” koja od tada djeluje kao neovisna tvrtka pod imenom Gossen Foto und Lichtmesstechnik GmbH.
Naš primjerak AVO metra Mavometer Gossen predstavlja bazni instrument za mjerenje struje, napona i otpora, kojem je potrebno priključiti vanjske otpornike i shuntove za dobivanje željenih mjernih opsega. Mavometer se u praktično nepromijenjenom obliku proizvodio preko 30 godina (u razdoblju od 1925. do 1958. godine) te je proizveden u više od 250 tisuća primjeraka i izvezen u mnoge zemlje svijeta.
S obzirom da je na samom instrumentu otisnuto vrlo malo tvorničkih oznaka i nema serijskog broja teško je datirati kojem točno razdoblju pripada pojedini primjerak instrumenta. Prema nekim podacima, moguće ih je grubo razvrstati s obzirom na oznaku njemačkog patentnog zavoda na skali instrumenta. U našem slučaju je to je oznaka DRP, no moguće su oznake i DRPa te DRGM. Oznaka DRGM (Deutsches Reichsgebrauchsmuster) je oznaka njemačkog registracijskog zavoda koji je pružao trogodišnju zaštitu dizajna i upotrebe određenog predmeta (zaštita je mogla biti produžena na još tri godine). DRP (Deutsches Reichspatent) i DRPa (Deutsches Reichspatent angemeldet) su pak oznake njemačkog patentnog zavoda koji je pružao zaštitu samog patenta. Oznake oba ova zavoda počele su se primjenjivati od kraja 1800-tih godina i zadržale su se do kraja 2. svjetskog rata, no s obzirom na trajanje zaštite nalazimo ih na proizvodima sve do kraja listopada 1952. godine, nakon čega se počinju koristiti oznake DBP (Deutsches Bundespatent) i DBGM (Deutsches Bundesgebrauchsmuster). Po nekoj logici Mavometri s oznakom DRGM trebali bi biti iz ranijih razdoblja (još nije bio prijavljen patent), oni s oznakom DRGM/DRPa trebali bi biti iz kasnijeg razdoblja (čekanje na odobrenje patenta), a oni s oznakom DRP bi bili iz kasnijih serija kada se patent već bio odobren. S obzirom da iza oznake DRP nema broja patenta, onda ne možemo istražiti ni kada je isti dodijeljen, a i čitava procedura od prijave do registracije patenta može biti vrlo kratka. Iz svega navedenog mi ovdje zapravo možemo biti samo sigurni da je naš uređaj proizveden prije 1952. godine, no nemamo nikakvih drugih elemenata za preciznije datiranje istog.
Mavometer je zamišljen kao kombinacija baznog uređaja i vanjskih mjernih otpornika, te se mogao zasebno kupiti bazni uređaj i zasebno potrebni mjerni otpornici, no nudili su se i različiti kompleti sa većim ili manjim garniturama strujnih i naponskih (ujedno omskih) mjernih otpornika. Osnovni instrument ima unutrašnji otpor od 50 Ω i istim je izravno moguće mjeriti napone do 100 mV i struje do 2 mA. Prema uputama otisnutima na poleđini instrumenta vidimo da je na raspolaganju bilo 28 različitih strujnih shuntova za proširenje strujnih mjernih opsega do najviše 20 A, no postojale su i garniture od 31 različitog shunta za mjerenja do 250 A. Također, za proširenje naponskih mjernih opsega moglo se kupiti 30 različitih (pred)otpornika čime se omogućavalo mjerenje napona do 2000 V. Otpornici za proširenje mjernih opsega mogli su se kupiti pojedinačno ili više njih kombinirano u kutiju sa preklopnikom čime bi se već dobilo nešto slično multimetru.
Bazni mjerni instrument sa zakretnim svitkom nema nikakve ispravljače napona te je kao takav prikladan samo za mjerenje istosmjernih napona i struja (Mavometer G, G = Gleich, istosmjerni). Za mjerenje izmjeničnih veličina mogao kupiti poseban dodatak sa mjernim otpornicima, suhim ispravljačem i izmjeničnim skalama trgovačkog naziva Maweco. Svakako bi bilo skupo ugrađivati ispravljač za svaki pojedinačni mjerni otpornik pa su dodaci za izmjenična mjerenja obično sadržavali šest mjernih otpornika koji bi se preklapali preko kratkospojnika. Na kućištu su bile iscrtane i korekcijske skale s obzirom na pad napona na suhom ispravljaču. Kasnije je Gossen počeo proizvoditi inačicu baznog instrumenta Mavometer WG sa ugrađenim suhim ispravljačem i sklopkom za prebacivanje između istosmjernih i izmjeničnih mjerenja (Mavometer WG, WG = Wechsel Gleich, izmjenični, istosmjerni).
Električki gledano, mjerenje struje i napona ovdje se vrši kao i svakog drugog voltmetra, ampermetra ili multimetra sa više mjernih opsega, osim što mjerni otpornici nisu ugrađeni u sam instrument nego se dodaju izvana. Jednako tako za mjerenje otpora koristi se izvor istosmjernog napona i naponski mjerni otpornici za dobivanje omskih mjernih područja, dakle opet jednako kao i kod većine AVO multimetara osim što ovdje izvor mjernog napona i mjerni otpornici opet nisu ugrađeni u sam instrument nego se dodaju izvana.
Bazni mjerni instrument ima svega dvije skale, jednu sa podjelama do 50 i jednu sa podjelama do 75. Mjerni opsezi su, ovisno o upotrijebljenom otporniku ili shuntu, imali koeficijente 1 / 1,5 / 2 / 2,5 / 3 / 5 / 7,5 tako da je trebalo pažljivo odrediti množitelj kako bi se očitana vrijednost preračunala u stvarnu. U prvom stupcu su oznake mjernih otpornika gdje strujni shuntovi imaju sufiks “a”, a naponski predotpori imaju sufiks “v”. Shuntovi su fizički kraći i spajaju se na stezaljke SR-S, a naponski otpornici su dulji i spajaju se na stezaljke SR-R. Tako ne može doći do pogrešnog spajanja ili slučajne zamjene strujnih i naponskih mjernih otpornika. U drugoj koloni ispisani su mjerni opsezi koji se postižu određenim mjernim otpornicima. U trećoj i četvrtoj koloni pak su pojedini mjerni opsezi razvrstani na odgovorajajuće skale (do 50 i do 75) te je dana vrijednost množitelja za izračun stvarne vrijednosti struje ili napona.
Znamo iz do sada opisanih multimetara i AVO metara da naponske i omske skale nikako nisu međusobno linearne i uvijek se kod takvih kombiniranih instrumenta za očitanje otpora koristi zasebna skala. No, naš Mavometar nema posebnu omsku skalu pa je očitane vrijednosti sa naponskih skala potrebno nekako preračunati u stvarne vrijednosti otpora. Za ovo postoje dva načina: preračunavanjem pomoću priložene tablice za pojedine vrijednosti otpora i preračunavanjem pomoću posebne formule na osnovu izmjerenog pada napona na nepoznatom otporniku.
Prvim načinom se koristi tablica otisnuta na zadnjoj strani instrumenta. Ovdje je potrebno dovesti vanjski izvor istosmjernog napona točno određene stabilne vrijednosti od 2, 4, 110, 220 ili 440 V te priključiti jedan od naponskih mjernih otpornika za 2,5, 5, 150, 300 ili 500 V. Ovisno o upotrijebljenom mjernom naponu i mjernom otporniku, u tablici su dane vrijednosti koje dostiže kazaljka na određenoj skali za pojedinu vrijednost nepoznatog otpora. Primjerice, ukoliko koristimo napon od 2 V i naponski mjernih otpornik za 2,5 V, onda će za vrijednost nepoznatog otpornika od 300 Ω kazaljka pokazivati vrijednost od 32 na skali sa podjelama do 50. Naravno, tablica je ispisana samo za krajnje vrijednosti 14 omskih opsega, tako da se sve vrijednosti otpora između njih moraju preračunati prema nekom linearnom obrascu. Praktično gledano, ovdje je u prvom redu teško bilo osigurati točne stabilne vrijednosti napona, a onda je i preračunavanje očitane vrijednosti u stvarnu prema priloženoj tablici za svega nekoliko vrijednosti otpora zahtijevalo prilično opreza da se ne potkrade pogreška u izboru polja i kalkulacijama između dvije granične vrijednosti.
Drugim načinom mjerenja otpora točna vrijednost mjernog napona nije kritična, a to je mjerenjem pada napona na nepoznatom otporniku gdje se onda stvarna vrijednost nepoznatog otpora dobiva uz pomoć jednostavne formule također opisane na zadnjoj strani instrumenta:
gdje je:
- rx -nepoznata vrijednost otpornika
- ri – unutrašnji otpor instrumenta, 500 x vrijednost naponskog opsega upotrijebljenog mjernog otpornika (unutrašnji otpor instrumenta je 500 Ω/V)
- E – napon izvora napajanja
- e – pad napona izmjeren na nepoznatom otporniku
Vidimo da je ovdje dovoljno izmjeriti prvo napon izvora, a zatim pad napona izvora kad se ubaci nepoznati otpornik, nakon čega se jednostavnim izračunom na osnovu ukupnog unutrašnjeg otpora instrumenta dobiva stvarna vrijednost nepoznatog otpornika.
Naravno, i jedna i druga metoda mjerenja otpora zahtijeva vremena i pažnje u mjerenjima i izračunima te nikako nije pogodna za brzo ispitivanje većeg broja različitih otpornika. Za neke serije Mavometra napravljene su posebne kalibrirane skale za mjerenje otpora, kapaciteta i induktiviteta. Također se mogao naručiti i Mavometar sa kazaljkom instrumenta u središnjem položaju (galvanometar).
Skidanjem poklopca sa uputama o korištenju instrumenta dobivamo pogled na jednostavnu unutrašnjost instrumenta. Ovdje je posebno zanimljiva izvedba tipkala za uključivanje svakog mjerenja (bijela tipka na prednjoj ploči). Ovo tipkalo ima dva stupnja: prvo se kontakt sa mjernim sistemom ostvaruje preko otpornika cca 1,5 kΩ, a zatim se potpunim pritiskom tipkala ovaj otpornik kratko spaja te je instrument izravno spojen na vanjske stezaljke. Ovo funkcionira kao svojevrsni mehanizam zaštite instrumenta od preopterećenja. Prilikom spajanja instrumenta u mjerni strujni krug on je zapravo isključen te ne može doći do neželjenih posljedica po instrument uslijed pogrešnog spajanja. Kad smo sve spojili (mjerne otpornike i stezaljke) sada lagano pritišćemo tipkalo i time prvo spajamo mjerni sistem preko otpornika 1,5 kΩ. Ako već tu dobivamo pretjerani otklon kazaljke znači da smo odabrali premali mjerni otpornik ili smo izvršili pogrešno spajanje instrumenta u mjerni krug. Ukoliko pak je otklon mali, onda možemo pritisnuti tipkalo do kraja i izvršiti stvarno očitanje mjerene vrijednosti sa izravno spojenim mjernim sistemom.
Bakelitno-stakleni poklopac skale instrumenta lako se skida uklanjanjem tri mjedene matice u unutrašnjosti bakelitnog kućišta.
Skinuli smo i skalu, limeno zrcalo za kompenzaciju paralakse očitanja te mali graničnik krajnjeg položaja kretanja kazaljke, nadajući se da ćemo možda pronaći ispisanu kakvu datumsku ili sličnu tvorničku oznaku. Na žalost, ništa takvo nismo uočili.
Jedine oznake su one ispisane na skali, a iste ne otkrivaju puno o godini nastanka našeg primjerka instrumenta koja bi mogla biti u bilo kojem razdoblju od cca 1930-1950. godine.
Iako na internetu možete naći puno fotografija mjernih instrumenta i kompleta Mavometer Gossen, nigdje nema prikaza samog mjernog sistema koji se krije ispod skale. Šteta je posjedovati jedan ovakav gotovo 100 godina star mjerni instrument, a ne zaviriti u tehnologiju toga doba, posebice jer je dovoljno minimalno opreza i pažnje da se ovaj instrument rastavi i sastavi bez ikakvih tragova koji bi narušili njegovu autentičnost.
Desno od mjernog sistema nalazi se precizni žičani otpornik od cca 15 Ω koji je serijski spojen sa zakretnim svitkom instrumenta tako da sa istim čini ukupan otpor od 50 Ω. Na unutrašnjem obodu okruglog magneta mjernog sistema pak se uočava tzv. “magnetski shunt”, odnosno pomični komadić metala kojim se korigira homogenost magnetskog polja koje permanentni magnet stvara oko zakretnog svitka, kako bi njegovo zakretanje bilo linearno i u zadanom kutu.
Protumoment kretanju kazaljke postiže se preko spiralnih opruga, a preko istih se dovodi i napon na zakretni svitak kako je i uobičajeno kod svih ovakvih mjernih sistema. Prema nekim prospektima ležajevi osovine zakretnog svitka su kristalni što omogućava vrlo malo trenje i dugovječnost istih.
Mavometer Gossen je deklariran kao instrument sa klasom točnosti 1 za istosmjerna mjerenja, odnosno 1,5 za izmjenična mjerenja (50 Hz), što ga svakako svrstava u precizne mjerne instrumente, no ne treba zanemariti činjenicu da će preciznost očitanja, kao i kod svakog drugog analognog instrumenta, svakako ovisiti o odabranom mjernom opsegu (težiti očitanju na zadnjoj četvrtini skale) i uvjetima korištenja samog instrumenta (horizontalan položaj, temperaturni uvjeti, strana magnetska polja i slično).
Mavometer Gossen je primjer rane tehnologije izrade univerzalnih električnih mjernih instrumenata gdje se ciljalo na to da kupac ne mora platiti neki skupi multimetar na kojem će praktično koristiti možda svega dva-tri opsega, a isto tako ne mora kupovati zasebne mjerne instrumente ukoliko mu je potreban posebno širok raspon mjerenja. Umjesto toga, kupac može u startu kreirati jeftini mjerni set prilagođen isključivo svojim potrebama, a koji kasnije uvijek može i nadograditi ukoliko se za tim ukaže potreba. Mavometer tako omogućuje jednostavno kreiranje namjenskih mjernih setova za mjerenja struje u rasponu 20 µA do 250 A, setova za mjerenje napona u rasponu 1 mV do 2 kV i setova za mjerenje otpora u rasponu 5 Ω do 50 MΩ što se u to doba nije ni približno moglo pokriti bilo kojim drugim AVO multimetrom. Stoga su Mavometer setove mogli koristiti gotovo svi djelatnici unutar elektro struke, profesinalci i amateri, od RTV tehničara do pogonskih električara za elektroenergetske sisteme pa nije ni čudno što je Mavometer Gossen postigao izniman tržišni uspjeh. Danas na internetu možete pronaći puno slika i brošura vezanih uz komplete mjernih sistema Mavometer Gossen što već samo po sebi govori o popularnosti ovih instrumenata.
Multimetri iz 1920-tih godina ne mogu se uspoređivati sa današnjim multimetrima, no svakako je dobro primijetiti kako je za mjerenje osnovnih električnih veličina nekad trebalo imati daleko više znanja, iskustva i opreza nego danas. Danas postoje multimetri koje doslovno spojiš na bilo što, a oni automatski zaključe želiš li tim spojem mjeriti napon, struju, otpor ili nešto četvrto, a o automatskom odabiru mjernog opsega i izravnom prikazu mjerene vrijednosti da i ne govorimo. Danas smo navikli multimetrima mjeriti različite veličine jednu za drugom, te ponekad u minuti napravimo na desetke različitih preciznih mjerenja. Nekada pak je trebalo nekoliko minuta samo za jedno osnovno mjerenje, od izbora i spajanja odgovarajućih mjernih otpornika, preko očitanja, do preračunavanja izmjerene vrijednosti u stvarnu.
Generalno gledano, ne samo mjerna već i sva druga tehnologija ima tendenciju razvoja prema sve većoj vlastitoj autonomnosti i automatizaciji, da ne kažemo prema umjetnoj inteligenciji i danas posebno popularnoj “smart” funkcionalnosti. Sve je to naravno lijepo i korisno, no nekako se čini da kako tehnologija postaje sve pametnija tako si njeni korisnici mogu dopustiti da postaju sve gluplji… naravno, samo generalno gledano 🙂