Danas su nabavljeni analogni ugradbeni (panel, profilni) električni mjerni instrumenti (termometri i barometri) sa oznakom hrvatske tvrtke ATM iz 1980-tih godina.
Ove mjerne instrumente je vjerojatno proizvodila zagrebačka tvrtka ATM-Mating d.o.o. osnovana 1993. godine koja čini se više nije aktivna. Bila je registrirana za mjerne prigušnice, venturijeve cijevi, regulatore i pokazivače, sonde sa smart pretvaračima, sonde pt100, termoelemente, pretvarače signala, pretvarači tlaka, ventile, nivoregulatore i sličnu opremu za mjerenje temperature i protoka.
Ovakvi profilni instrumenti proizvođača ATM prikazani su u knjizi Mjerenja u elektrotehnici (Vojislav Bego) čije tiskanje je završeno u studenom 1990. godine. Na kalibracijskim naljepnicama naših primjeraka vide se datumi iz 1996. i 2003. godine.
Za početak ćemo razgledati tri električna instrumenta sa skalama baždarenima za prikaz tlaka raspona do 100 milibara, 6 bara i 20 bara.
Sva tri instrumenta se baziraju na mjernom sistemu sa zakretnim svitkom. Prema blok shemi spajanja otisnutoj u gornjem desnom kutu skale vidimo da se instrument spaja na odgovarajući mjerni pretvarač. To može biti naponski ili strujni tlačni pretvornik.
Nacrtali smo električne sheme naših indikacijskih instrumenta. Vidimo da su mjernom instrumentu dodani serijski i paralelni otpornici, a instrument za 100 milibara ima i dodatne paralelne otpornike za finu kalibraciju mjernog kruga. Mjerni pretvornik ovisno o tlaku daje standardnu struju od 4 mA do maksimalno 20 mA (kako je i naznačeno na skalama), a ugrađeni instrumenti su osjetljivosti 0,5 mA. Stoga su paralelni otpornici puno nižih vrijednosti (cca 5 Ω) od ukupnog otpora u mjernoj grani sa instrumentom (cca 200 Ω) kako bi glavnina struje tekla kroz paralelni (i kalibracijske) otpornike. Ovdje ipak malo čudi što instrumenti za 6 i 20 bara nemaju nikakve kalibracijske elemente. Moguće da je kalibracija dostupna na samom pretvorniku.
Preostala dva indikacijska instrumenta imaju skale za mjerenje temperature raspona -25 do +60°C i 0 do 60°C.
Iako izgledom i mjernim opsezima slični, ovo su zapravo dva električki različita instrumenta. Prvi se bazira na otporničkom mjernom mostu sa kvocijentnim magnetolelektričnim mjernim sistemom (instrument sa ukriženim svicima), a drugi slično kao i indikatori tlakova ima mjerni sistem za jednim pomičnim svitkom te dodan serijski i paralelne otpornike za kalibraciju.
Mjerni sitem sa ukriženim svicima unutar mjernog mosta. Mjerni sistem nema mehaničko podešavanje kazaljke na nulu.
Mjerni sistem za jednim pomičnim svitkom te serijskim i paralelnim otpornicima za kalibraciju.
Kako je naznačeno na skali, termometar sa mjernim mostom se napaja vanjskim istosmjernim naponom od 6 V i na istog se spaja temperaturna sonda Pt-100 preko otpornika od 10 Ω. Pt-100 je pasivni termistorski tip senzora (PTC), dakle otpornik kojem s porastom temperature raste i vlastiti otpor. Uobičajen općeniti naziv za takve temperaturne senzore je RTD (Resistance Temperature Detector).
Instrumenti sa ukriženim svicima imaju široko područje primjene te se četo koriste i za mjerenje otpora kao u našem slučaju. Ovakve instrumente već smo susretali i opisali u objavama vezanim uz megaom-metre: Evershed & Vignoles MEGGER 5G/152, EKA ISOLEKA M126, Metra Blansko MEGMET 1000 V.
Termometar sa mjernim mostom nema nikakve kalibracijske elemente (potenciometre), nema ni mehanizam za mehaničko podešavanje kazaljke. Čini se da se fina kalibracija vrši otpornikom (potenciometrom) od 10 Ω koji se spaja serijski sa temperaturnom sondom Pt-100.
Iskrina komponenta u zelenom DIL-16 kućištu sadrži osam otpornika od 135 Ω.
Shema termometra sa mjernim mostom (lijevo) i termometra za spajanje na mjerni pretvarač (desno).
Termometar raspona 0 do 60°C je također predviđen za temperaturnu sondu Pt-100 no ona se ne može izravno spojiti na instrument jer isti nema nikakvo napajanje. Stoga se između sonde i instrumenta spaja mjerni pretvarač koji promjenu otpora sonde pretvara u proporcionalnu promjenu napona ili struje. Jačinu te struje onda pokazuje mjerni instrument sa skalom baždarenom u °C.
Na ovakav instrument se ne može kao senzor izravno spojiti termoelement (termopar) jer oni ne mogu generirati struju ni približno potrebnih 20 mA. Isti u prosjeku generiraju napon do 50 mV, najviše do 100 mV i ne opterećuju se strujom većom od 200 µA jer onda naglo počne padati generirani napon.
Doba analognih mjerača polako odlazi u povijest i danas se ovakvi (veliki) instrumenti mogu još samo iskoristiti za kakav elektronički ili umjetnički projekt koji treba ostaviti “vintage” vizualni dojam. Jedan od takvih projekata je konstrukcija sata za pokazivanje vremena. Skale tri ovakva instrumenta ispišu se u opsezima 0-12(24) sata, 0-60 minuta i 0-60 sekundi. Elektronički sklop generira pilaste napone koji od nule do maksimuma narastu za 12(24) sata, 60 minuta i 60 sekundi. Generatori se mogu izvesti analogno ili pomoću mikrokontrolera. Svakako jedan zabavan projekt kojim na interesantan način možemo usavršiti svoja elektronička znanja 🙂