T H E “ A V O ”
V A L V E C H A R A C T E R I S T I C M E T E R
M k . I I I .
P U B L I S H E D B Y
A V O L I M I T E D ,
A V O C E T H O U S E , 9 1 -0 5 V A U X H A L L et U D G E R O A D , L O N D O N , S . W . l
T e l e p h o n e : V i c t o r i a 3 4 0 4 ( 1 2 l i n e s )
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2
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FO R E W O R D
OR m o r e t h a n a q u a r t e r o f a c e n t u r y w e h a v e b e e n e n g a g e d i n t h e de si g n a n d
m a n u fa c tu r e o f “ AVO ” E l e c t r i c a l M e a su r in g I n s t r u m e n t s . Th roughou t th a t t i m e w e
F
h a v e c o n s is t en tl y pi o n e e r e d t h e d e s ig n o f m o d e r n m u lt i- r a n g e i n s tr u m e n ts a n d h a v e
k e p t a b r e a s t o f a n d c a t e r e d fo r t h e r e q u i r e m e n t s o f t h e ep oc h-m aki ng developments i n
t h e f i e l d s o f r a d i o a n d e l e c t r o n ic s .
The s u c c e s s o f o u r s t e a d f a s t p o lic y o f ma in ta in in g h ig h s t a n d a r d s o f per fo r m an c e i n
in s t r u m e n t s o f u n e x c e l le d a c c u r a c y , a n d mak ing s u c h i n s tr u m e n ts a va i la b le a t r e a s o n a b le
co st , i s r e f l e c t e d i n t h e g r e a t r e s p e c t an d g e n u i n e goodwill w h ic h “ AV O ” pr o d u c t s e n j o y
i n e v e r y p a r t o f t h e W o r l d .
I t h a s b e e n g r a ti f y in g to no te t h e v e r y l a r g e n u m b e r o f i n s t a n c e s w h e r e t h e s a ti s fa c ti o n
ob ta in ed fr o m t h e p e r fo r m a n c e o f o n e o f o u r i n s tr u m e n ts h a s l e d t o th e auto ma tic c hoi ce
o f ot h er in s t r u m e n t s fr o m t h e “ AVO ” r a n g e . T h i s p r o c e s s , ha v in g c ont in ued o v e r a long
p e r i o d o f y e a r s , h a s r e s u l t e d i n v i r t u a l st a n d a r d is a ti o n o n o u r pr odu ct s b y nu m ero u s
P u b li c B od ie s, T h e S e r v i c e s , Railway S y s t e m s , and P o st O f f i c e a n d T e l e g r a p h U n d e r ta k i n g s
thro ug hou t t h e w o r l d .
O u r d e s i g n e r s h a v e t h e r e b y b e e n e nc o ur a ge d t o e n s u r e t h a t ne w i n s tr u m e n ts o r
ac c e ss o r ie s for inc lu si on i n t h e “ AV O ” r a n g e f i t i n w it h e x i s t in g “ AVO ” a p p a r a t u s a n d
s e r v e to e x t e n d th e u s e fu ln e s s o f in s tr u m en ts a l r e a d y in u s e . T hu s, th e u s e r who s t a n d a r d i s e s
on “ A VO ” pr o d u c t s w i l l sel do m f i n d him self s h o r t o f e s s e n t i a l m e a s u r in g e qu ip m e nt , f o r ,
b y m e a n s o f s u it a b l e a c c e s s o r ie s , h i s e xi st in g e q ui pm e nt c a n oft en b e ad a p t e d to m e e t
un u s u a l d e m a n d s .
It i s with pl e a s u r e t h a t w e ack nowledge th at th e un iq u e posi ti on a t t a i n e d b y “ AVO ”
i s d u e i n no s m a l l m e a s u r e t o t h e co- operation o f s o man y u s e r s w h o st im u la te our R e s e a r c h
a n d Develo pm ent s t a f f s f r o m t i m e to ti m e w i t h s u g ge st io n s, c r i t i c i s m s , a n d e v e n r e q u e s t s
f o r th e pro du ction o f e n t i r e l y n e w in s t r u m e n t s o r a c c e ss o r ie s. I t i s o u r d e s i r e to e nc ou r ag e
a n d p r e s e r v e t h i s r e la ti o n s h ip be tw e e n th os e who u s e “ A V O ” I n s t r u m e n t s a n d t h o s e who
a r e r e sp on si b le fo r t h e i r d e s i g n a nd m a n u f a c t u r e , a n d c or r esp ond enc e i s t h e r e f o r e
w e lc o m e d, w h i ls t s ug g e st io ns w i l l r e c e i v e p r o m p t a n d s y m p a th e t ic c on s id e ra t io n .
3
I N D E X
F o r e w o r d . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
I n t r o d u c t i o n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
T h e B a s i c M e th o d o f c h a r a c t e r i s t i c c h e c k i n g .. . ... ... .. . .. . 7
T h e B a s i c M e th o d o f c h e c k i n g d io d e s a n d r e c t i f i e r s
I n s u l a t i o n T e s t i n g .. . ... .. . ... ... ... ... ... ... 8
T h e P r o t e c t i v e R e l a y
T h e V a l v e P a n e l a n d S e l e c t o r S w i t c h . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
P r o c e d u r e f o r s e t t i n g u p va l v e b a s e c o n n e c t i o n s
P r o v i s i o n f o r n e w v a l v e b a s e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 2
T h e p r e v e n t i o n o f Se lf o s c i l l a t i o n o f v a l v e s u n d e r test
D i a g r a m o f S t a n d a r d b a s e p i n c o n n e c t i o n s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 3
P r o c e d u r e f o r v a l v e s h a v i n g i n t e r n a l l y c o n n e c t e d p in s
T h e c o n t r o l s o n t h e f r o n t p a n e l , t h e i r f u n c t i o n s a n d o p e r a t i o n s
T h e S e t ~ C o n t r o l . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 5
T h e L e a k a g e S w i t c h
T h e C i r c u i t S e l e c t o r S w i t c h
T h e A no de a n d S c r e e n V o l t a g e S w i t c h e s
T h e H e a t e r V o l t a g e S w i t c h e s
T h e N e g a t i v e G r i d V o l t a g e C o n t r o l s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 6
T h e B a c k i n g O f f C o n t r o l s
T h e M e t e r S w i t c h . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 6
T h e S e t mA /V C o n t r o l
T h e E l e c t r o d e S e l e c t o r S w i t c h
T h e M a i n s A d j u s t m e n t P a n e l a t t h e r e a r o f t h e I n s t r u m e n t
G e n e r a l P r o c e d u r e f o r t e s t i n g a v a l v e
M a i n s v o l t a g e a d j u s t m e n t a n d p a n e l s e t u p — c o l d a n d h o t l e a k a g e t e s t s — m u t u a l
c h a r a c t e r i s t i c c h e c k s a n d g a s t e s t s — d i o d e a n d r e c t i f i e r t e s t s m a d e u n d e r l o a d .
I n s t r u c t i o n s f o r t e s t i n g s p e c i f i c v a l v e t y p e s .. . .. . .. . .. . ... .. . 2 1
M u l t i p l e d i o d e s a n d r e c t i f i e r s — d o u b l e t r i o d e s , d o u b l e p e n t o d e s a n d d o u b l e t e t r o d e s —
c o m b i n e d d i o d e a n d a m p l i f y i n g v a l v e s — f r e q u e n c y c h a n g e r s of h e p t o d e a n d h e x o d e t y p e s
— f r e q u e n c y c h a n g e r s e m p l o y i n g s e p a r a t e e l e c t r o d e a s s e m b l i e s .
T h e Use o f t h e L i n k s o n t h e V a l v e P a n e l o f t h e I n s t r u m e n t
T u n i n g I n d i c a t o r s ( M a g i c E y e s )
G a s e o u s R ec t if ie r s.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 4
C o l d C a t h o d e R e c t i f i e r s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 4
T h y r a t r o n s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 4
Neo n I n d i c a t o r s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . .. . .. . 2 4
G e n e r a l P r e c a u t i o n s t o b e o b s e r v e d w h e n u s i n g t h e V a l v e C h a r a c t e r i s t i c M e t e r .. . 2 5
A b b r e v i a t e d W o r k i n g I n s t r u c t i o n s f o r t h e “ A V O ” V a l v e C h a r a c t e r i s t i c M e t e r
M k . I l l . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 6
C i r c u i t d i a g r a m o f V a l v e C h a r a c t e r i s t i c M e t e r
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 9
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, . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 5
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5
7
1 0
1 2
1 4
1 6
2 3
T h e “ A V O ” V a l v e D a ta M a n u a l a n d H a nd bo o k
T h i s i n s t r u m e n t w i l l p r o d u c e m a x i m u m i n f o r m a t i o n w h e n u s e d i n c o n j u n c t i o n w i t h t h e V a l v e
M a n u f a c t u r e r ’ s G r a p h s a n d T e c h n i c a l D a t a , b u t t o e n a b l e r a p i d c h e c k s t o b e m a d e r e l a t i v e t o a v a l v e ’ s
g e n e r a l e f f i c i e n c y , t h e “ A V O ” V a l v e D a t a M a n u a l ( c i v i l i a n v a l v e t y p e s ) a n d t h e “ A V O ” V a l v e D a t a
H a n d b o o k ( s e r v i c e v a l v e t y p e s ) h a v e b e e n p r o d u c e d .
T h i s i n s t r u c t i o n b o o k r e f e r s t h r o u g h o u t t o t h e “ A V O ” V a l v e D a t a M a n u a l , a c o p y o f w h i c h s h o u l d
a l w a y s b e k e p t w i t h t h e i n s t r u m e n t . N e w e d i t i o n s o f t h i s d a t a m a n u a l w i l l b e p u b l i s h e d f r o m t i m e t o t i m e .
W a t c h o u r a d v e r t i s e m e n t s i n t h e t e c h n i c a l p r e s s f o r f a r t h e r a n n o u n c e m e n t s .
4
I n t r o d u c t io n
t o
THE “ A V O ” V A L V E C H A R A C T E R IS T I C M ET E R M k. I l l
' T h e p r o b l e m o f d e s ig n i n g a V a l v e T e s t i n g I n s t r u m e n t c a p a b le o f g iv i n g a t r u e a n d
c o m p r e h e n s i v e p i c t u r e o f t h e s t a t e o f a n y v a l v e , h a s a l w a y s b e e n o n e o f c o n s id e r a b le
m a g n i t u d e , in c r e a s i n g i n c o m p le xi t y a s n e w v a l v e t y p e s a r e b r o u g h t i n t o g e n e r a l u s e .
F o r a q u i c k g e n e r a l p u r p o s e t e s t n e c e s s i t a t i n g a m i n i m u m o f t i m e a n d t e c h n i c a l e f f o r t
a m u t u a l c o n d u c t a n c e f i g u r e w i l l g i v e a n a d e q u a t e i d e a o f a valve’ s u s e f u l n e s s , a n d t h e
o r i g i n a l “ A V O ” V a l v e T e s t e r w a s d e s i g n e d t o t e s t t h e e f f i c i e n c y o f v a l v e s o n t h i s b a s i s .
W h i l s t a V a l v e T e s t e r m u s t , o f n e c e s s i t y , b e a c c o m p a n ie d b y a d a t a boo k c o r r e l a t i n g
t h e r e s u l t s o f t h e T e s t e r w i t h t h e c on di ti on o f t h e v a l v e i n q u e s ti o n , a p u r e l y e m p i r i c a l
f i g u r e , if u s e d a s a s t a n d a r d , w ill a l w a y s g i v e r i s e to d o u b t s i n th e mi nd o f t h e oper ato r.
T h e in s t r u m e n t s h o u ld t h e r e f o r e , p r o d u c e a f i g u r e w h i c h c a n b e c o m p a r e d w i th s o m e
s t a n d a r d q u o t e d b y t h e v a l v e m a n u f a c t u r e r , i f t h e o p e r a t o r i s to u s e h i s in s t r u m e n t w i t h
c o n f i d e n c e . F o r t h i s r e a s o n t h e “ A V O ” V a l v e T e s t e r u s e d t h e s t a t i c z e r o b i a s m u t u a l
c o n d u c t a n c e f i g u r e a s a b a s i s o f c o m p a r is o n , t h i s f i g u r e b e i n g a t th a t ti m e al m o s t u n i v e r s a l l y
q u o t e d b y t h e v a l v e m a n u f a c t u r e r .
I n o r d e r t o r e p r o d u c e t h i s s t a n d a r d c o r r e c t l y , i t w a s a l s o n e c e s s a r y to r e p r o d u c e t h e
s t a t e d v a l u e s o f D C an od e an d s c r e e n v o l t a g e , a m a t t e r o f s om e c o n s id e r a b l e d i f f i c u l t y
w h e n i t i s r e a l i s e d t h a t f o r a n y s t a t e d c o n d it i o n o f a n o d e a n d /o r s c r e e n v o l t s t h e c o r r e s p o n d
i n g e l e c t r o d e c u r r e n t s c a n v a r y o v e r v e r y w i d e l i m i t s , a n d i n t h e c a s e o f v a l v e s o f lo w
i n i t i a l a n o d e c u r r e n t a n d h i g h s l o p e , t h e a c t u a t i o n o f t h e c o n tr o l w h i c h p r o d u c e s t h e
m il l i a m p - p e r - v o l t r e a d i n g m i g h t e a s i l y d o u b l e t h e a n o d e c u r r e n t f l o w i n g . W ith D C
m e t h o d s o f t e s t in g t h e i n h e r e n t i n t e r n a l r e s i s t a n c e o f t h e r e c t i f y i n g c i r c u i t s u s e d c ou ld b e
s u c h a s t o g i v e r e g u l a t i o n e r r o r s w h i c h c o u ld c a u s e r e s u l t s to b e m e a n i n g l e s s u n l e s s com
p l i c a t e d t h e r m i o n i c s t a b i l i s i n g c i r c u i t s a n d a v a s t a r r a y o f m o n ito r in g m e t e r s w e r e u s e d
i n a l l v ol tag e s u p p l y c i r c u i t s . S u c h c o m p li c a t i o n s would n o t o n l y r e n d e r th e T e s t e r of
p r o h i b i t i v e p r i c e a n d s i z e , b u t w o u ld c o n s i d e r a b l y i n c r e a s e t h e co m pl ic a ti on o f o p e r a t i o n
fo r t h e n o n - t e c h n ic a l u s e r .
T h e p r o b le m w a s o v e r c o m e b y t h e in t r o d u c t i o n o f t h e A C m e t h od o f o p e r a ti o n ( P a t e n t
N o . 4 8 0 7 5 2 ) b y w h i c h m e a n s t h e n e c e s s a r y D C t e s t c o nd it io ns w e r e c o r r e c t l y s i m u l a t e d
a n d a t r u e m u t u a l c o nd uc ta nc e f i g u r e p r o d u c e d b y t h e a p p li c a t io n o f A C v o lt a g e s of
s u it a b le a m p l i t u d e t o a l l e l e c t r o d e s . T h i s e n o r m o u s l y s i m p l i f i e d t h e p o w e r s u p p l y p r o b l e m ,
r e n d e r e d r e g u l a t i o n e r r o r s n e g l i g i b l e , a n d o b v i a t e d t h e n e c e s s i t y f o r v ol ta ge c i r c u i t
m o n it o r in g . The “ A V O ” V a l v e T e s t e r t h u s f u l f i l l e d n o r m a l t e s t i n g n e e d s fo r a lo ng per io d.
D ur in g r e c e n t y e a r s , h o w e v e r , e l e c t r o n i c t e c h n i q u e s h a v e b e c o m e m u c h m o r e p r e c i s e
a n d t h e n a t u r e a n d m u l t i p l i c i t y o f v a l v e t y p e s h a v e c o n t i n u o u s ly in c r e a s e d . T h e z e r o b i a s
m u tu al c o n d u c t a n c e f i g u r e i s s e l d o m q u o t e d b y t h e v a l v e m a n u f a c t u r e r s , w ho , u s u a l l y n o w
p u b l i s h t h e o p t i m u m w o r k i n g p o in t m u t u a l c o n d u c t a n c e a n d vo lta ge f i g u r e s , a n d i n a l a r g e
n u m b e r o f c a s e s g i v e f u l l f a m i l i e s o f c u r v e s , f r o m w h i c h , p r e c i s e o p e r a ti o n , u n d e r a v a r i e t y o f
w o r k in g c o n d i t io n s, c a n b e ju d g e d . T o c a t e r f o r p r e s e n t d ay r e q u i r e m e n t s t h e r e f o r e , a
v a l v e te s ti n g d e v ic e s h o u ld not o n ly b e c a p a b l e o f p r o d u c in g a w o r k i n g p oi nt m u t u a l
c o nd uc ta nc e f i g u r e a t a n y r e a s o n a b l e v a l u e o f a n o d e , s c r e e n o r g r i d vo l ta g e r e c o m m e n d e d
b y t h e m a n u f a c t u r e r s , b u t s ho ul d a ls o b e c a p a b l e , i f n e c e s s a r y , o r r e p r o d u c i n g a n y o n e o f
t h e m u t u a l c h a r a c t e r i s t i c s a s s o c i a te d w i t h t h e v a l v e in q u e s t i o n . T h e in s t r u m e n t t h u s h a s
5
to s im u la t e t h e p e r f o r m a n c e o f a c o m p r e h e n s iv e v a l v e m e a s u r in g s e t - u p o f la b o r a to r y
ty p e a n d y e t , a t t h e s a m e t i m e , b e s u f f i c i e n t l y c h e a p a n d s im p le t o c a t e r f o r th e n e e d s o f
t h e c o m p a r a t i v e l y i n e x p e r i e n c e d r a d i o t e s t a s s i s t a n t . I t i s obviou s that th e v e r y m u c h
w i d e r a p p li c a t io n o f a n i n s t r u m e n t o f t h i s c l a s s , would r e n d e r th e r e g u la ti o n d i f f i c u l t i e s ,
a l r e a d y r e f e r r e d t o , m u c h m o r e c r i t i c a l .
In ve st ig a ti on s w e r e , t h e r e f o r e , put i n h a n d t o s e e w h e t h e r t h e AC t e s t method w o u ld
r e p r o d u c e DC con ditions n o t o n ly i n r e s p e c t o f the m u t u a l conductance f i g u r e ta k en a t
a s in g l e d i s c r e t e p o in t, b u t a t a l l p o in t s o n a l l c h a r a c t e r i s t i c s fr om z e r o b i a s to c u t o f f .
I n o th e r w o r d s , i t w a s n e c e s s a r y to d e t e r m i n e w h e t h e r t h e g e n e r a l fu nc tio n f o r a DC s t a t i c
v a l v e c h a r a c t e r i s t i c ( λ ^ + μ ι λ ^ - Ι ^ V g 2 )
l a
- - - - - - -
-
R a .
w o u ld ho ld wh e n l a w a s m e a s u r e d i n t e r m s o f D C c u r r e n t , b u t w h e n V a , V g 2 a n d , i f
n e c e s s a r y , V g i , w e r e r e p l a c e d b y 5 0 c y c l e A C v o lta g e s o f s u it a b l e m a gn itu de a n d p h a s e .
I t w a s e v e n t u a l l y found t h a t a co m pl e te c o -r e l a t io n b e t w e e n thes e tw o s e t s o f co nditions
w a s h e l d w h e n t h e g r i d vo lta ge to ok t h e f o r m o f a s in u so id a l w ave f o r m w it h th e po s it i v e
ha lf c y c le s u p p r e s s e d ( i n o t h e r w o r d s , r e c t i f i e d b u t com ple te ly uns moothed AC), a n d t h e
fo llo w in g r e l a t io n s h ip s w e r e ma in ta in ed : —
V a R M S = 1 . 1 V a i n d ic a t e d D C
V g 2 R M S = 1 . 1 Vg 2 in d ic a t e d DC
V g j (m e a n un s mo ot he d) = 0 .5 2 V g ^ in d ic a t e d DC
l a ( m e a n DC ) = 0 .5 i n d i c a t e d l a
From t h e ab o ve co nd it io ns , t h e r e f o r e , t h e r e q u i r e d r e la ti o n s h ip s w e r e o b ta in e d w h i c h
fo r m e d th e b a s i s o f o p e r a ti o n o f t h e V a l v e C h a r a c t e r i s t i c M e t e r ( P a te n t N o . 6 0 6 7 0 7 ) .
S u c h a n i n s t r u m e n t , w h il s t r e t a i n i n g t h e a d v a n t a g e s o f s im p li c it y , s i z e a n d r e a so n a b l e
p r i c e , r e s u l t a n t u p o n t h e el i m in a ti o n o f c o m p li c a t e d r e g u l a t e d DC s u p p ly s y s t e m s a n d
u n i v e r s a l m o n ito r in g , w ould h av e t h e i n h e r e n t r e g u l a t i o n e a s i l y o b t a in e d fr o m a w e l l -
de s i g n e d AC t r a n s f o r m e r . I t would e n a b le a v a l v e t o b e c h e c k e d a t a ny poin t o n any o n e
o f i t s many m u tu a l c h a r a c t e r i s t i c s a n d i f n e c e s s a r y w oul d a ll o w a f u l l f a m il y o f c h a r a c t e r
is ti c s to b e d r a w n .
T he ba si c met hod o f char act eri st ic che ckin g
T h e fu n d a m e n t a l c i r c u i t o f o p e r a ti o n o f th e in s tr u m e n t i s s h o w n i n F ig ur e 1 . A s in th e
o r i g in a l V a lv e T e s t e r , t h e p r o c e ss o f o b t ai n in g a d i r e c t r e a d i n g m u tu a l conduct anc e f i g u r e
is s im p l if ie d b y th e in t ro d u c ti o n o f a b a c k in g o f f c i r c u i t , w h ic h b a la n c e s o u t t h e d e f l e c t i o n
d u e to t h e s ta nd in g anode c u r r e n t a t t h e d e s i r e d t e s t con di ti on s p r i o r t o th e m e a s u r e m e n t
o f m u t u a l c o n d u c t a n c e. I t w i l l b e n o t ic e d t h a t t h e c u r r e n t f lo w in g i n t h i s b ac ki ng o f f c i r c u i t
i s s i m i l a r i n w a v e f o r m , b u t p r e c i s e l y oppo si te i n ph a s e t o t h e an ode c u r r e n t , t h i s elim
i n a t in g a n y in d e s i r a b l e r i p p l e t h a t c o u ld o t h e r w is e b e c o m e a p p a r e n t w h e n t h e m e t e r , a f t e r
backin g o f f , wa s s e t t o a s e n si t iv e r a n g e . T o fa ci lit a te th e m e a su r e m e nt o f m u t u a l
c onductance o f h ig h sl o pe /sh o r t g r i d b a s e v a l v e s a n d v a l v e s r e q u i r i n g a long h e a t e r
s ta b ili s in g p e r io d , two d is t i n c t met hods o f m e a s u r e m e n t h a v e b e e n in c o r p o r a t e d .
T he b a s ic m eth od o f checking d io d e s a n d re ct i fi e r s
An y s im p l e e m is sio n t e s t a t low a p p li e d vo lta ge m u s t n e c e s s a r i ly g i v e r i s e to a p u r e l y
e m p ir ic a l f i g u r e f o r t h e v a lv e in qu e s ti on , w h ic h ca nno t n e c e s s a r i l y b e c o r r e l a t e d with a n y
on e o f th e m ak er ’ s c h a r a c t e r i s t i c s a n d w h i c h , ow in g to t h e f a c t t h a t i t r e l a t e s t o th e l o w e r
b e n d p o r ti o n o f t h e r e c t i f i e r c h a r a c t e r i s t i c m a y v a r y v e r y w id e ly f o r a ny g i v e n ty p e o f v a l v e .
7
The im p or ta nt fu n c ti o n o f a r e c t i f y i n g v a l v e i s t h a t i t w i l l , u n d e r s u i t a b l e r e s e r v o i r lo a d
co ndit ions , pr o du c e s u f f i c i e n t c u r r e n t t o o p e r a t e t h e a p p a r a t u s w h ic h i t i s in t e n d e d to s u p p l y .
T h is fu n d am e n t al r e q u i r e m e n t , t h e r e f o r e , i s t h e b a s i s o f r e c t i f i e r te s ti n g i n t h e V a l v e
C h a r a c t e r i s t i c M e t e r . A s u f f i c i e n t l y h i g h AC v ol ta ge i s a p p l i e d to o p e r a t e t h e v a lv e a b o v e
t h e b e n d i n i t s c h a r a c t e r i s t i c , a n d to e n s u r e t h a t i t s i n t e r n a l vo lta ge d r o p i s n e g l i g i b l e .
W it h a s u i t a b l e r e s e r v o i r c on de ns e r in c i r c u i t , t h e D C lo a d i s a d j u s t e d to c o r r e s p o n d t o
a n u m b e r o f D C c u r r e n t co nd it io ns , i . e . 1 m A , 5 m A , 1 5 m A , 3 0 m A , 6 0 m A , 1 2 0 m A a n d
1 8 0 m A . Th e a c t u a l c u r r e n t fl o w i n g i n t h e l o a d c i r c u i t i s t h e n i n d i c a t e d o n a m e t e r s h u n t e d
to c o r r e s p o n d w i t h t h e DC lo a d r e q u i r e d . T h e m e t e r r e a d i n g w i l l t h e n in di ca te t h e co m
p a r a t i v e e f f i c i e n c y o f t h e v a lv e o n th e b a s i s o f t h e r e q u i r e d D C lo a d . E a c h ha lf o f a f u l l
w a v e r e c t i f y i n g v a lv e i s t e s t e d s e p a r a t e l y t h u s e n a b l in g t h e tw o h a lv e s t o b e c h e c k e d f o r
m a t c h in g a n d a n y t e n d e n c y to p r od uc e h u m b y p a r t i a l half w a v in g to b e i n d i c a t e d .
T h e p r e - d e t e r m i n e d load f i g u r e s a r e c h o s e n s o t h a t th e y not o n ly g i v e a s u f f i c i e n t l y
w id e r a n g e o f c u r r e n t s to c a t e r fo r t h e n o r m a l r e q u i r e m e n t s o f e le c tr o n ic a p p a r a t u s , b u t
also c o r r e s p o n d to t h e DC ma x im um e m is si o n f i g u r e s u s u a l ly qu ot ed b y m a n u f a c t u r e r s
i n t h e i r r e c t i f y i n g v a l v e d a t a .
S i g n a l diode v a l v e s a r e s i m i l a r l y t e s t e d , b u t u s u a l l y th e s e loads a t t h e 1 m A o r 5 m A
load pos iti on s, b e in g n o r m a ll y m o r e t h a n s u f f i c i e n t t o c o v e r t h e r e c t i f i e d s i g n a l c u r r e n t
t h a t would b e o b t a in e d . T h e b a s i c o p e r a t in g c i r c u i t o f t h e di od e a n d r e c t i f i e r s y s t e m i s
s h o w n i n F i g u r e 2 .
I n s u l a t i o n T e s t i n g
T o co v e r a l l e v e n t u a l i t i e s , t h r e e d i s t in c t f o r m s o f in s ul at io n m e a s u r e m e n t a r e c a t e r e d
fo r in t h e V a lv e C h a r a c t e r i s t i c M e t e r . M e a s u r e m e n t s a r e ta k e n w it h D C a p p li e d v o l ta g e s ,
an d d i r e c t in d ic a t io n o f t h e in s u la ti o n v a l u e in m e g oh m s i s sh ow n o n t h e m e t e r s c a l e .
As a n i n i t i a l t e s t , p r i o r t o t h e a p p li c a t io n o f o p e r a t i n g v o l t a g e s to t h e v a l v e , t h e r ot at io n o f
a s w i tc h e n a b l e s t h e in s u l a ti o n f i g u r e t o b e s h o w n , w h i c h o c c u r s b e tw e e n e a c h o f th e v a l v e
o
o
o
o
o
o
_ _
f e
o
o
o
e le c tr o d e s t a k e n in o r d e r a n d a l l th e o t h e r s s t r a p p e d t o g e t h e r . T h e den om ina tio n o f t h e
e le c tr o d e s b e t w e e n w h ic h a n y b r e a k d o w n e x i s t s w i l l t h u s b e au to m a ti c a ll y in d ic a t e d a n d
f u r t h e r , t h e c o n ti n u it y o f t h e h e a t e r c i r c u i t i s s h o w n a s a z e r o r e s i s t a n c e a t t h e h e a t e r ( H )
po si tio n o f t h e s w i t c h .
W it h t h e a p p l ic a t io n o f h e a te r voltag e t o d i r e c t l y h e a t e d v a l v e s , e le c tr o d e e x p a n s io n
m a y b e s u f f i c i e n t to c a u s e a b r e a k d o w n b e tw e e n t h e h e a t e r a n d a n a d j a c e n t e l e c t r o d e .
I n t h e s a m e m a n n e r c a tho de d is to r ti o n m a y o c c u r i n in d ir e c t l y h e a t e d v a lv e s c a u s in g
s i m i l a r b r e a k d o w n s . T o sh ow u p t h i s con dition a t e s t c i r c u i t i s p r o v i d e d in d ic at in g t h e
insu la tio n r e s i s t a n c e b e t w e e n th e h e a t e r a n d catho de o f a v a lv e a n d a l l o t h e r e l e c t r o d e s
s t r a p p e d w h e n h e a t e r v o lt a g e h a s b e e n a p p l i e d .
F i n a ll y t h e v e r y im p o r t a n t fa c t o r o f h e a t e r to c a th od e in s u la ti o n w h e n t h e h e a t e r i s
hot c a n b e t e s t e d , t h e in s u la ti o n a g a in b e in g s h o w n d i r e c t l y i n m e g oh m s, t h e u s u a l c a th od e
to h e a t e r conne ction b e in g op e n e d f o r t h i s p u r p o s e a n d t h e a p p l i e d v o lt a g e b e in g i n s u c h
a d i r e c t io n a s to m a k e t h e catho de ne g a ti v e w it h r e s p e c t t o th e h e a t e r , t h u s a voi din g f a l s e
in d ic at io ns o f ins ula tio n r e s i s t a n c e d u e to e l e c t r o d e e m i s s i o n .
P r o t e c ti v e r e l a y
T o p r e v e n t d a m a g e to t h e i n t e r n a l com pon en ts o f t h e va lv e c h a r a c t e r i s t i c m e t e r d u e
t o i n a d v e r t e n t o r d e l i b e r a t e s h o r t in g o f t h e e l e c t r o d e v o lt a g e s , a p r o t e c t i v e r e l a y i s in c o r
p o r a t e d w h ic h o p e r a t e s w h e n d a m a g i n g o v e r lo a d s o f a lt e r n a t in g c u r r e n t a r e t a k e n f r o m
e i t h e r t h e an o d e o r s c r e e n v o lt a g e s o u r c e s . T h e r e l a y c a r r i e s t h r e e w i n d in g s , one i n e a c h
o f t h e tw o h ig h te n s io n s u p p l i e s , t h e r e m a i n i n g w in di ng b e i n g a “ hol d-o ff ” c o i l. O p e r a t i o n
o f th e r e l a y c o n n e c ts a h i g h r e s i s t a n c e l a m p i n s e r i e s w it h t h e t r a n s f o r m e r p r i m a r y w in d in g
w h il s t s im u lt a n e o u sl y a r e d w a r n i n g i n d i c a t o r i s il lu m in a t e d b e h in d t h e t r a n s p a r e n t m e t e r
s c a l e a n d a u r a l w a r n in g g i v e n . T h i s o p e r a ti o n p l a c e s th e i n s t r u m e n t in a s a f e t y con di ti on
a n d n o r m a l w o r k in g c a n n o t b e r e s t o r e d u n t i l the in s t r u m e n t h a s b e e n s w i t c h e d o f f , t h e
f a u l t r e m o v e d a n d t h e in s t r u m e n t s w i t c h e d o n a g a i n . T h e r e l a y i s e n t i r e l y s e lf - s e t t in g a n d i n
conseq uen ce n o r e s e t m e c h a n is m h a s b e e n i n c o r p o r a t e d .
N O TE : T he r e l a y d o e s not p r o t e c t th e v a lve w h e n in co r r ec t he a te r v o lt ag es are a p p l i e d .
I t m u s t al so be s t r e s s e d t h a t the r e l a y w i l l n o t o p e r a te o n t h e p a s s a g e o f n o r m a l
h e a v y current o f a D C n a tu r e oc curring i n a v al v e an ode cir cui t, a n d i t w il l n ot
p r o t e c t th e m o v e m e n t i f t h e l a t t e r i s w r on gl y s e t o n a ra ng e to o low t o a c c o m m o d a t e
th e current p a s s i n g . This p r o b l e m c a n only be d e a l t w ith b y e ns ur in g th a t th e m o v e
m e n t i s a l w a y s s e t to its m a x i m u m cu rre nt r a n ge w h e n t h e m ag n it u de o f th e e x p e c t e d
cu rre nt i s u n k n o w n ,
THE V A L V E P A N EL A N D SE LEC TOR SWITC H
The V a lv e P a n e l c o m p r is e s 1 9 v a lv e h o ld e r s o f t h e foll owing t y p e s : — E n g li s h 4/5 p i n ,
7 a n d 9 p i n , 8 p i n s i d e c o n t a c t , B7G, B 8 A , B 8 B , ( o r B 8 G ) (A m e r ic a n L o c t a l ) , B 9 A , B 9 G ,
Ma zd a O c t a l , B 3 G , 4 a n d 5 p in H iva c: A m e r ic a n - 4 , 5 , 6 a n d s m a l l 7 p i n U X , m e d i u m
7 p in U X , a n d O c t a l . P r o v is io n i s m ad e b y m e a n s o f p l u g - i n a d a p t o r s t o c a t e r fo r n e w l y
in t ro d u c ed va l v e b a s e s . T h e v a lv e h o ld e r s a r e a l l w i r e d wi th t h e i r c o r r e sp o n d i n g p i n s ,
ac co rd in g to t h e s t a n d a r d p in n u m b e r i n g , i n p a r a l l e l , i.e. , a l l p i n s n u m b e r one a r e w i r e d
t o g e t h e r , a l l p i n s n u m b e r , two, an d s o on. T h is w i r i n g comb ina tion is a s so c ia te d w it h t h e
well-kn ow n “ A V O ” M u lt i -W a y S e l e c t o r S w i t c h w hi ch e n a b le s a n y one o f th e n in e
s t a n d a r d p i n n u m b e r s to b e c o nn e c te d to a ny on e o f t h e e le c tr o d e t e s t c i r c u i t s i n th e V a l v e
C h a r a c t e r i s t i c M e t e r , t h u s e n a b li n g a n y e le c t r o d e c om bi n ati on to b e s e t u p f o r a ny n o r m a l
v a lv e h o ld e r .
It w ill b e s e e n th a t t h e S e l e c to r S w i t c h c o m p r i s e s n i n e th u m b c o n tr ol r o l l e r s , n u m b e r e d
f r o m le f t to r i g h t 1 — 9 . T h is n u m b e r in g a p p e a r s o n t h e mo ulded e sc u t c h e o n im m e d ia t e ly
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