Il restauro del multimetro EICO 555

In uno dei tanti mercatini delle pulci che ogni domenica si tengono nella città di Milano ho acquistato, per poche lire ben prima dell’avvento dell’euro, un multimetro EICO 555, all’apparenza integro, ma sicuramente non funzionante.
Questo modello, costruito negli Stati Uniti nel 1952, era in quegli anni un top di gamma come solidità e precisione.

Caratteristiche

Gamme

Tensione DC
Da 0 a 2.5, 10, 10, 50, 250, I000, 5000 volt a 20.000 ohm per volt

Tensione AC
Da 2.5, 10, 50, 250, I000, 5000 volt a 1000 ohm per volt

Corrente DC
Da 0 a I00 ua, l0 ma, 100 ma, 500 ma, l0 ampere (250 millivolt di caduta attraverso il meter)

Tensione in uscita
Da 0 a 2.5, 10, 50, 250, 1000, 5000 volt (0.1mfd Condensatore interno in serie)

Decibels
Da -12 a -55 db in 5 gamme (calibrate per l'uso su una linea da 500 ohm)
Resistenza.......Gamma......................Centro scala
Da 0 a 2000 ohm............(12 ohm)
Da 0 a 0.2 mega ohm........(1200 ohm)
Da 0 a 20 mega ohm.........(120.000 ohm)
Dimensioni complessive
3/4" x 5 1/4" x 3"
17,145cm x 13,335cm x 7,62cm
Peso
2 3/4 libbre con batterie
1,24738 chilogrammi
Mobile
Bachelite nera lucida
Pannello
Bachelite nera lucida
Strumento
Quadrante da 4 l/2 pollici, movimento da 50 ua
Quadrante da 10,16 centimetri, movimento da 50 ua

L’esame dello strumento

Appena portato a casa lo aprii, ma rimasi impressionato per le pessime condizioni del suo interno, la ruggine imperava e le batterie avevano non solo esalato l’ultimo respiro ma avevano corroso tutti i supporti in metallo che le contenevano.

La situazione dello strumento

Anche i puntali e gli spinotti a banana per i collegamenti non erano nella forma migliore.
Era il 1998 e documentai la situazione con dalle foto prese prima di togliere le pile per fermare il degrado, poi usai un liquido (tipo svitol) per fermare la ruggine e la corrosione, richiusi la scatola del multimetro per rimandare il suo restauro ad un momento migliore.
Da allora sono passati oltre venticinque anni, sto sistemando tutto il materiale della mia collezione ed è arrivato il momento di ridare vita, se possibile, a questo strumento che nel frattempo aveva accumulato uno patina caratteristica che lo rendeva anche in apparenza un pezzo da museo.

La fase di restauro.

Ho riaperto il multimetro dopo oltre 25 anni e nulla era cambiato, la stessa corrosione del 1998 fortunatamente fermata dallo spray.
Da un esame esterno non si notano rotture o crepe nella bachelite dello strumento, che dopo una leggera lucidatura sembra uscito da poche ore dalla fabbrica. Le manopole sono perfette e le scritte in serigrafia sono perfette così come le scale dell’ampio strumento di misura.
Nel frattempo sono riuscito ad avere una copia in formato PDF del manuale originale.

Schema di collegamento delle batterie

Come si può notare dal circuito lo strumento adopera 4 ile AA e una pila torcia, collegate tra loro in serie come si può vedere dall’immagine.
Ho smontato il supporto della batteria torcia verificando la perfetta tenuta delle viti e la maniglia di cuoio di trasporto.
Dopo aver sanificato il supporto di lamiera zincata, la ho ridipinta con vernice a base di zinco e la ho ricollocata al suo posto.
Purtroppo le condizioni del vecchio supporto contenitore delle pile AA erano tali che non era possibile alcuna forma di recupero, è stato pulito e poi sono state controllate le saldature a stagno che non fossero state corrose.
Così ho incollato un contenitore di plastica al dorso della scatola in bachelite, questo contenitore è rimovibile con una semplice pistola termica a bassa temperatura nel caso qualche persona trovasse il pezzo originale che per me è stato impossibile da trovare.

lo strumento con il vano batterie restaurato

Ho modificato leggermente il cablaggio per collegare correttamente il nuovo contenitore, ho pulito attentamente tutti i contatti ed ho controllato i potenziometri.

I puntali.

Ho preferito conservare ed usare i cavi originali assieme ai due puntali e ad una spina banana, ma ho dovuto usare uno spinotto nuovo da 2 mm perché quello originale era irrecuperabile.
Questo si può osservare nella foto allegata.

La prova finale

Chiuso il contenitore con le viti originali ho fatto alcuni test misurando alcune tensioni, provando la tenuta dei commutatori e la scorrevolezza del potenziometro.

Lo strumento pronto per lo scaffale

Non si può dire che lo strumento abbia un aspetto moderno, ma è un classico che in ogni laboratorio può essere usato o conservato, questo multimetro ha un suo bellissimo fascino retrò.
Il multimetro funziona, ma non sono in grado di verificare quanto sia esatto in tutte le gamme di misura, ma risulta di facile uso e di facilissima lettura.
Lo strumento è accompagnato da una copia in stampa del manuale originale in inglese, stampato da un file in forma PDF.

Un ponte di Wheatstone

Da molto tempo sugli scaffali della mia collezione di strumenti più o meno strani erano presenti due oggetti in bachelite nera che li comprai unicamente per una offerta due per uno che non potevo rifiutare, ma se proprio voglio essere sincero allora non avevo alcuna idea del loro funzionamento né se fossi mai riuscito a farli funzionare.

L'acquisto due per uno

Avendo deciso di togliere di mezzo tutto quello che, data la mia età, ho ben poche probabilità di poterli usare, li ho presi, li ho puliti, lucidati e messi sul tavolo di lavoro per cercare di vederli finalmente funzionare.
I due dispositivi sono leggermente diversi, nei due galvanometri sono scritte queste frasi:
• Ponte di misura della resistenza di Wheatstone
• Piccolo ponte di misura di Wheatstone
Ma da un controllo circuitale sono praticamente identici, nuovi, mai usati.
Dopo poche ricerche sono riuscito a sapere quasi tutto sui due strumenti costruiti alla fine degli anno ‘60 nella Germania est allora occupata dall’URSS ormai passata alla storia.

Descrizione del ponte di misura Wheatstone

Anche se lo scopo di queste note non è una trattazione teorica del ponte di misura, mi sembra opportuno dedicare a questo aspetto alcuni paragrafi.
Il ponte di misura Wheatstone è utilizzato principalmente per misurare le resistenze ohmiche, ma può anche essere utilizzato per misurare capacità e induttanze.
La misurazione può essere effettuata sia mediante alimentazione a corrente continua che con alimentazione a corrente alternata, in particolare per capacità e induttanze.
Il principio di base del ponte di misura di Wheatstone si basa su un circuito di ponte di resistenze, capacità o induttanze, in cui in un ramo diagonale del ponte è collegata la sorgente di tensione, nell'altro ramo diagonale del ponte è interposto il meccanismo di misura.

Schema del ponte

La resistenza RX da determinare viene inserita nel circuito del ponte. Per mezzo di un confronto con le altre resistenze del ponte, la corrente diagonale è portata a zero tramite il meccanismo di misurazione, condizione di corrispondenza del ponte, in modo che la resistenza da misurare possa essere determinata in base al principio di base della seguente equazione del rapporto:
RX/R2 = R3/R1
Il ponte di misura Wheatstone funziona in modo equivalente con resistenze a corrente alternata, ma questi sono da collegare esternamente agli standard di confronto dei ponti di misura.
Il vantaggio di questo principio di misurazione risiede nell'elevata precisione di misura degli oggetti da determinare.
La precisione di misura dipende in particolare dalle tolleranze degli altri resistori utilizzati nel ponte e dalla precisione di comparazione a zero del meccanismo di misurazione.
Con precisi ponti di misura si possono raggiungere errori relativi fino allo 0,05%.

Dati tecnici di questo ponte Wheatstone, VEB Messtechnik Mellenbach

Questo ponte di misura miniaturizzato viene utilizzato principalmente per misurare le resistenze ohmiche in un'ampia gamma di dispositivi e macchine elettriche. Se questi contengono piccole sorgenti di tensione interne, ad esempio, tensioni di polarizzazione o termoelettriche, è disponibile un'opzione di misura con tensione alternata.
Il ponte di misura viene utilizzato anche per misurare capacità e induttanze e come tester di continuità.
Con le tre batterie installate è sempre pronto all'uso e facile da trasportare, ma le dimensioni delle batterie non rientrano negli standard commerciali attuali.
Presenta un design pratico, una disposizione chiara dei comandi e una facile lettura del valore misurato. Il tipo di corrente di misura si seleziona ruotando l'interruttore destro. Il pulsante sinistro viene attivato durante la misurazione e mantenuto premuto ruotandolo.
In una stazione di misura fissa, è possibile collegare una tensione continua di 4,5 V alle prese contrassegnate con "+ e - ", in questo caso le batterie integrate devono essere rimosse in anticipo.
Nonostante l'elevata sensibilità elettrica, il galvanometro di misura a bobina mobile è insensibile alle manipolazioni brusche. La tensione di misura alternata e l'alta tensione continua per i campi di misura superiori sono generate da un transverter.
La grandezza misurata incognita deve essere collegata ai terminali Rx, Lx, Cx. Il campo di misura viene selezionato tramite la manopola. La manopola serve per regolare l'esatta sintonia con il valore misurato. L'indice indicherà quindi 0. Il valore visualizzato sulla scala rotante deve essere moltiplicato per il valore del campo di misura.
Per le misurazioni LC, devono essere utilizzati dei componenti di valore noto chiamati standard che devono essere collegati ai terminali "LN.CN".
Se la qualità di Ln e Lx differisce significativamente, è necessario inserire una resistenza di trimming.
Per le misurazioni in corrente alternata, si collega un paio di cuffie tra i due terminali di sinistra e si regola il livello al minimo tramite la manopola.
Per la prova di continuità, la corrente continua viene applicata ai terminali Rx, Lx, Cx" nell'intervallo LC. Un resistore di protezione da 100 kΩ deve essere collegato in serie al terminale Rx da misurare. Se viene rilevata continuità, il galvanometro si flette.
Il ponte di misura miniaturizzato è conforme alle normative VDE.

La prova del ponte

Nella foto si vede una delle prove del ponte mentre misuravo in continua una resistenza da 6.8 Kohm 5% (Blu, grigio, rosso, oro).
Il valore ottenuto dal ponte è 6.69K (valutazione sulla scala graduata dei valori), con il volmetro digitale ho ottenuto 6.68 Kohm.
Si vedono le pile che sostituiscono quelle indicate nel manuale quasi introvabili che troverebbero alloggiamento nello strumento.

La misura della resistenza di test

Dopo aver collegato la resistenza di valore ignoto si seleziona la gamma di misura e si agisce sulla manopola chiara fino a portare l’ago del galvanometro sullo zero. Si legge il valore sulla scala graduata.
Ho fatto dei test anche usando la posizione corrente alternata ruotando in posizione il pulsante di destra. Il sistema funziona, ma debbo dire che bisogna stare molto attenti al segnale sonoro che si attenua fino a scomparire quando si è raggiunta la misura corretta del valore incognito.
Il manuale dello strumento, che ho potuto tradurre dal tedesco usando i sistemi di I.A., guida in queste operazioni molto correttamente, manuale che è completo di spunti teorici e schemi elettrici.
Le cuffie che ho usato per il test in corrente alternata, non sono fornite con lo strumento, erano un set da 1000 ohm, il suono non è molto intenso ma perfettamente udibile.

Dati tecnici di questo strumento.

Campi di misura per misurazioni con tensione CC
0,9….11Ω, 9….110Ω, 90….1100Ω, 0,9….11kΩ, 9….110ΚΩ, 90….1100ΚΩ, 0,9... 11ΜΩ
Campi di misura per misurazioni con tensione CA
0,9….11 Ω, 9….110Ω, 90….1100Ω, 0,9….11ΚΩ, 9...110kΩ
Opzione di misurazione aggiuntiva Campo di misura ,,LC"
Induttori............1mH…...10H
Capacità.............10 nF…..50nF
Incertezza di misura relativa a valore misurato
Intervallo.............0,9 Ω….1,1 ΜΩ ±1%
Intervallo.............0,9 ΜΩ... 11,0 ΜΩ ± 1,5%
L: Tolleranza dallo standard ± 5%
C: Tolleranza dello standard ± 4%
Intervallo di temperatura 20...+40°C
Umidità relativa consentita 60%
Sorgente di tensione 3 elementi 1,5 V ECT-TGL 7487
Divisione in scala Logaritmica
Dimensioni 208 mm x 115 mm x 77 mm
Peso (con 3 pile) 865 g
Situazione lavorativa Orizzontale +/- 15°
Accessori Cuffie (impedenza 1000 Ω)

Conclusioni

Questo strumento è un oggetto interessante da tenere nel proprio laboratorio, ma non credo che sia essenziale né per il lavoro amatoriale né per quello professionale.
Però è uno strumento insolito, bello, costruito con la tecnica caratteristica della DDR e dell’URSS della seconda metà del ventesimo secolo, nessuna nostalgia, ma una nota di merito sulla solidità della loro strumentazione.