Rob's web

HF-magnetometer, tevens veldsterkte meter 1

Pic 1

Naast de roosterdip meter en de antenna scoop dient ook dit instrument te behoren tot de standaard uitrusting van iedere radio amateur. De hier beschreven meter is een instrument voor het bepalen van de electromagnetische veldsterIcte rondom geleiders en de strafing van andere bronnen, b.v. stralingsdiagrammen van antennes, transmissie leidingen enz. Bovendien kan het apparaat worden gebruikt als een gevoelige veldsterkte meter.

De koppeling is zuiver inductief waardoor capaci - tieve beinvloeding, zoals het handeffect en capaciteit tegen aarde wordt verminderd.

Een hoge Q factor over het gehele afstemgebied van 1,8 - 150 MHz garandeert een nauwkeurige bepaling van harmonischen.

Door het inpluggen van een spriet-antenne wordt een normale meter verkregen.

Beschrijving

Figuur 1 geeft het schema weer van de HF magnometer. Dit schema is gelijk aan een normale absorptie meter met uitzondering van het opneem-element dat electrostatisch is afgeschermd teneinde capacitieve beïnvloeding te voorkomen. De spoel is op een ferrietstaaf gewikkeld waardoor een hoge Q wordt verkregen en derhalve een grote gevoeligheid.

Fig 1
Fig. 1. Schema.

Onderdelenlijst fig. 1
C1,C35 pF ker. of schijf
C25-120 pF
C4,C5,C64700 pF ker. of schijf
C71,8-2,2 MHz, 250 pF ker. of mica
C82,2-3,2 MHz 100 pF ker. of mica
J1chassisdeel voor banaanstekker
L13,2-8,5 MHz 22 wdgn op een ferrietstaaf; 0,3 mm emailledraad
L26,3-17 MHz 16 wdgn op een ferrietstaaf; 0,3 mm emailledraad
L314-38 MHz 6 wdgn op een ferrietstaaf; 0,3 mm emailledraad
L426-70 MHz 7 wdgn vrijdragend; 1 mm emailledraad
L560-150 MHz 2 wdgn vrijdragend; 1 mm emailledraad
L1 is de electrostatische afgeschermde zelfinductie in de MF -bus. Met C2 wordt resonantie verkregen; door verstemming van de kring kan enige verzwakking worden veroorzaakt. De spoelen L2-L5 worden d.m. v. de schakelaar S1A parallel geschakeld aan L1 om de hogere frequenties te bereiken. C5 en C6 worden bijgeschakeld om de lagere frequenties te verkrijgen. S1B dient om de niet in gebruik zijnde ele - menten kort te sluiten, teneinde zuigeffecten te voorkomen.
Wordt Cl tot 10 à15 pF vergroot dan wordt met geplaatste antenne een grotere gevoeligheid als veldsterktemeter verkregen op de lagere frequenties.

De diode detector is los gekoppeld met de afgestemde king om deze minimaal te belasten. Het toepassen van inductieve - i.p.v. capacitieve koppeling is eveneens mogelijk doch dit levert problemen op voor het grote meetbereik. Het kan n.1. resonantie veroorzaken in het VHF gebied.

De plug voor de losse antenne (voor de toepassing als normale veldsterkte meter) gaat via een klein C'tje naar de afstemkring.

Het frequentiebereik van het instrument wordt in stappen geregeld door het parallel schakelen van zelfinducties aan de afgestemde kring. Teneinde de hoge Q te behouden zijn deze zelfinducties eveneens op ferriet staven gewikkeld of als vrijdragende luchtspoelen uitgevoerd.

Om resonantie van de niet gebmikte spoelen te voorkomen worden deze spoelen met een sectie van de keuzeschakelaar kortgesloten.

Er wordt een hoge gevoeligheid bereikt door de toepassing van een 0-50 µA meter.

De constructie

Fig 2
Fig. 2. Opbouw.

Het electrostatische scherm van het opneem -element bestaat uit een vierkante bus van een MF-trafo, aan de open zijde afgesloten met een aluminium plaatje. De gehele bus is overlangs, in het midden van een de vlakken tot in het hart, van een dunne zaagsnede voorzien. Hierdoor wordt voorkomen, dat de bus zich gedraagt als een kortgesloten winding (zie fig. 2). De bewikkelde ferrietstaaf (6 mm diameter en 20 cm lang) is in twee rubber tulen in het linker en rechterzijvlak van de bus gestoken. Het gehele opneemelement wordt met de sleuf omhoog op het huis van het meetinstrument gemonteerd. Via een gat in het opneemelement en instrumentenkast is de spoel verbonden met de rest van de schakeling, die geheel afgeschermd in de metalen kast is ondergebracht.

De aansluiting voor de sprietantenne bevindt zich eveneens bovenop de kast. De afmetingen van kast en trafo-bus zijn niet kritisch en kunnen aan de hand van beschikbare materialen worden bepaald.

Een handig hulpmiddel is het bevestigen van een schroefnippel aan de onderzij de van het kastje, waarmee het gehele instrument op een foto-statief kan worden geplaatst, voor nauwkeurige richtingsgevoelige metingen.

De ferrietstaaf steekt aan beide zijden ongeveer 2 cm uit de MF-bus. Als detector is vrijwel ieder type diode to gebruiken. Uiteraard geeft een HF-diode gunstiger resultaten, vooral op de hogere frequenties.

Een indicatie schaaltje kan b. v. van wit tekenpapier worden vervaardigd, waarop de schakelstanden en de fijnregeling worden aangegeven. Een om - rekeningstabel op de zijkant van het instrument kan dan zorgen voor de juiste waarden in het betreffende frequentie-gebied.

Het instrument kan worden geijkt met behulp van een roosterdip meter als signaalbron, waarbij de magneto meter piekt op het ontvangen signaal. De ban-den moeten iets overlappen, waarbij de amateurbanden, met uitzondering van de 3,5 MHz band, in het hoge gedeelte van de schaal moeten vallen.

Het frequentie-gebied beneden 3,5 MHz wordt vergroot door het aanbrengen van vaste capaciteiten (C7 en C8) over het circuit. Indien niet gebruikt, worden ook deze condensa - toren kortgesloten. Dit verkleint de verhouding van het betreffende frequentie-bereik, waardoor er geen overlap wordt gevonden tussen de twee lage frequentiebereiken. Er moet dus voor worden gezorgd, dat het stuk 1,8-2,5 MHz binnen dit bereik ligt.

De werking

Er kan een maximum signaal worden gemeten als de meetkop met de sleuf (of de Lange zijde van de afschermbus) in het vlak van het elec - tromagnetische veld, dus loodrecht op de stroomgeleider, wordt gehouden, zoals afgebeeld in figuur 3.

Fig. 3.
Fig 3
Orientatie:
A Wanner de sleuf parallel aan het magnetisch veld staat t.w. 90° verdraaid t.o.v. de geleider, is er maximum uitslag. B Is de sleuf 900 verdraaid t.o.v. het magnetisch veld t.w. parallel aan de geleider dan ontstaat een minimum of nul aflezing.

Door deze maximum indicatie kan eenvoudig de richting van een veld of de ligging van een geleider worden vastgesteld.

Indien men de meetkop in het HF -veld Tangs een geleider verplaatst, geeft de meteruitslag het patroon aan van de stroomverdeling in de geleider: Maximale uitslag voor een "stroom bulk", minimale uitslag voor een "stroomknoop".

Figuur 4 geeft aan hoe bij een spoel de veldsterket het beste kan worden gemeten. In het verlengde van de spoel is de koppeling maximaal en derhalve de meting optimaal. De mate van koppeling wordt verder alleen bepaald door het meetpunt.

Fig. 4
Fig. 4. Maximale koppeling met een zelfinductie ontstaat wanneer de sleuf aan het einde of parallel aan de zelfinductie wordt gehouden.

W2AEF.