Revisione e pulizia di un ponte di misura R.C.L. General Radio mod. 650-A. L’apparecchio, trovato dopo lunghe ricerche, è completamente originale e funzionante, per cui non si è reso necessario alcun intervento di restauro. Nell’articolo illustro le caratteristiche costruttive con accenni sul funzionamento.
Tante volte, le occasioni, vanno prese al volo; una di queste mi è capitata qualche tempo fa e, senza pensarci molto, decisi per il proficuo acquisto in modo da aggiungere alla mia strumentazione un pezzo che mi mancava (Vedi fig.0 e fig.0a).
Era da diversi anni che ricercavo appassionatamente un unico strumento che potesse misurare, con una certa sicurezza e precisione, le tre principali grandezze fisiche sulle quali si fonda tutta l’elettrotecnica e cioè la resistenza, l’induttanza e la capacità.
All’ultima mostra-scambio AIRE tenutasi a Vimercate avevo già reperito uno strumento (ponte RCL) della Lael. Purtroppo, anche se in ottime condizioni conservative, ho dovuto rinunciare, a malincuore, al ripristino per preservarne l’originalità, in quanto avrei dovuto sostituire troppi componenti deteriorati dal tempo.
La mia ricerca quindi si dirigeva verso uno strumento semplice e senza tante circuiterie o valvole varie, uno strumento, per intenderci, più elettrotecnico che elettronico. Qualche tempo fa mi è finalmente capitato fra le mani, quello che ostinatamente cercavo da tanto tempo, in condizioni davvero splendide di conservazione e per di più completo dello schema elettrico.
Spero fare una cosa gradita descrivendo questo strumento di fattura piuttosto imponente (se pensiamo ai moderni RCL!), a mio avviso molto interessante perché al suo interno utilizza, come metodi di misura tre diversi sistemi.
I circuiti utilizzati sono: il ponte di Weatston, il ponte di Maxwell e il ponte di Hay.
Lo strumento, veniva commercializzato dalla rinomata “Soc. Anon. Ing. S. Belotti & C.” con sede in piazza Trento 8 a Milano (Vedi fig.1) così come mostra l’etichetta in metallo applicata sul frontale della cassetta in legno di mogano massiccio (Vedi fig.2).
Con questo ponte, si possono eseguire misure di :
- Resistenze in c.c.
- Resistenze in c.a.
- Condensatori (1khz)
- Fattore di dissipazione (1khz)
- Induttanze (1khz)
- Fattore di energia (1khz)
I campi scala sono:
Per le resistenze: da 1mOhm a 1MOhm; per i condensatori: da 1pf a 100 µFarad; per le induttanze: da 1 µHenry a 100 Henry.
La frequenza campione, viene generata da un oscillatore a “cicalina” interno montato su degli ammortizzatori elastici, (Vedi fig.3) mentre il ponte era previsto dalla casa, per essere alimentato da quattro pile da 1,5V poste nell’apposito alloggiamento superiore.
Nel modello in mio possesso, alloggiato nel vano batterie, è stato invece inserito un alimentatore/oscillatore campione da 1kHz mod. 650 P.I. alimentato dalla rete luce (Vedi fig.4 e fig.5).
Questo modello di alimentatore/oscillatore, anch’esso della General Radio, è lo stesso che la casa ha previsto e consigliato per l’uso con questo modello di ponte.
Credo che tutti sappiano come funziona un ponte di misura e sia quindi inutile descriverne il funzionamento; l’aspetto preminente, che invece ritengo opportuno sottolineare è cosa sia il fattore di dissipazione e il fattore di energia che, come si nota nelle caratteristiche, con questo apparecchio è possibile misurare direttamente.
Rispolverando i ricordi di scuola ne sortisce che il fattore di dissipazione è un parametro molto importante dei condensatori, poiché ne determina la “purezza” ovvero la vicinanza o meno della capacità al valore, inteso come “ideale”. Se si disponesse di un condensatore “ideale” e cioè puro e lo stesso venisse alimentato con una tensione alternata, la corrente ivi circolante sarebbe in quadratura perfetta (90°), cioè in anticipo rispetto alla tensione e non vi sarebbe dissipazione di potenza.
Tuttavia i vari fattori di perdita, che sono sempre presenti nei condensatori “reali”, fanno sì che questo angolo sia leggermente inferiore di 90°. Avendo perciò un minore angolo di sfasamento fra tensione e corrente (vedi grafico tensione/corrente e angolo di perdita di fig.6), si ha la conseguente nascita di una componente attiva della corrente stessa che è quindi responsabile della dissipazione di potenza.
Questo angolo creato dalle inevitabili perdite e dato dalla differenza fra i 90° ideali e il reale angolo di sfasamento, caratterizza il nostro fattore D che viene calcolato con la semplice formula D=R Ω C ma che con questo strumento è possibile misurare leggendolo direttamente sulla scala dell’apposito quadrante DQ.
Lo stesso ragionamento vale per il fattore di energia delle bobine con la sola differenza che la corrente è in ritardo rispetto alla tensione e la formula di calcolo risulta quindi:
Q= L Ω / R . (come tutti noi sappiamo Ω= 2 π f )
La posizione dei commutatori presenti sul pannello (Vedi fig.7) determinano la configurazione e, quindi, i collegamenti al tipo di ponte impiegato per effettuare la misura.
Per le misure di resistenza sia in c.c. che in c.a. viene configurato il ponte di Weatstone (rif. 1a di fig 8).
Anche per le misure di capacità viene configurato il ponte di Weatstone però modificato, in quanto avente in due lati le resistenze e, nei restanti due, dei condensatori (rif. 1b di fig.8).
Per le misure di induttanza viene configurato il ponte di Maxwell che viene impiegato principalmente per bobine in aria (rif. 1c di fig.8).
Il ponte di Hay invece viene usato per la maggior parte nella misura delle bobine con nucleo di ferro (rif. 1d di fig.8).
Il foglio allegato con i disegni di principio dei ponti, (Vedi fig.8) definisce chiaramente i tre tipi di ponte utilizzati, mentre lo schema elettrico generale (Vedi fig.9) mostra l’insieme dei collegamenti nell’apparecchio.
Per visionare l’interno dello strumento, basta smontare le quattro viti poste ai lati del pannello frontale, anche senza l’ausilio del cacciavite, in quanto le viti sono dotate di testa godronata e quindi previste per l’uso delle sole mani.
Svitando quindi le viti, dietro al pannello di alluminio a forte spessore, (spess. 6mm!) si notano, disposti in modo ordinato, tutti i componenti di una qualità eccellente che compongono lo strumento (Vedi fig.10).
Partendo dai potenziometri a filo di dimensioni davvero massicce (Vedi fig.11) (quello principale di regolazione, in fig.12 ha anche un sistema con frizione regolabile e recupero del gioco!) alle resistenze campione avvolte (Vedi fig.13) e relativo condensatore campione (Vedi fig.14), per passare poi ai commutatori di portata dai contatti multi lamina, a bassissima resistenza di contatto (Vedi fig.15) e infine alla totale schermatura interna di rame; bisogna proprio ammettere che il tutto è stato concepito e costruito davvero senza lesinare sul costo dei componenti e le fotografie allegate lo mostrano inequivocabilmente.
Quello che più mi ha colpito però è stato il sistema di commutazione, composto da un gruppo di contatti, usati per l’esclusione del galvanometro e della cicalina, che vengono mossi lateralmente da un cilindro in bachelite massiccia, con un sistema a vite senza fine.
La fotografia allegata (Vedi fig.16) mostra chiaramente la ottima fattura del ponte, la totale originalità (nulla è stato sostituito o riparato) e, infine, (Vedi fig.17) il singolare meccanismo di contatto laterale, a vite senza fine, sopra citato.
Essendo il ponte completamente originale e per di più funzionante, non si è reso necessario nessun intervento di restauro, ma ho effettuato una semplice revisione e pulizia.
L’articolo è stato pubblicata su Antique Radio Magazine n°106, per ingrandire le pagine clicca sopra l’immagine.
