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Universal-Einhandprüfgerät
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Universal-Einhandprüfgerät Die Erfindung betrifft ein Universal-Einhandprüfgerät
mit einem Handgriff, mit einem mit dem Handgriff verbundenen und eine Prüfspitze
oder -klemme aufweisenden Prüfkopf, mit einer Meßwertanzeige, mit einer Spannungsquelle,
mit einem Meßbereichsumschalter, mit einer Meßwertspeichertaste, mit einem mit einem
Bezugspotential verbindbaren Kabel und mit weiteren elektronischen Baugruppen.
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In der DE-PS 29 14 761 ist ein Gerät zum Messen von Gleich-oder Wechselspannungen
sowie der Werte von elektrischen Widerständen beschrieben. Dieses Gerät besteht
aus zwei jeweils mit einer Prüfspitze versehenen Handgriffen, die über ihre, von
den Prüfspitzen entfernten Enden miteinander durch ein Kabel verbunden sind. In
dem einen Handgriff sind beispielsweise ein Funktionsschalter für die Art der Messung,
ein Bereichsschalter, eine Ziffernanzeige für die Meßwerte und ein Tastschalter
untergebracht, während der andere Handgriff eine Spannungsquelle und eine Ladeeinrichtung
enthält.
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Ähnliche Geräte mit jeweils zwei Handgriffen sind der DE-PS 27 17
326, der DE-PS 27 34 833, der DE-PS 27 35 374, der DE-PS 27 56 830 und der US-PS
42 98 837 entnehmbar.
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Weiterhin ist in der DE-PS 20 60 884 eine Prüfeinrichtung zum Anzeigen
der Polarität bzw. der Phasenlage von elektrischen Potentialen beschrieben. Diese
Prüfeinrichtung hat zwar nur einen Handgriff, der über ein Kabel an ein Bezugspotential
anschließbar ist. Jedoch ist mit dieser bekannten Prüfeinrichtung nur innerhalb
eines vorgegebenen Potentialdifferenzbereiches unter Zuhilfenahme eines vorgegebenen
Bezugspotentials die Polarität bzw die Phasenlage von elektrischen-Potentialen feststellbar.
Beispielsweise ist es nicht möglich, den elektrischen Widerstand zu messen,
also
die Prüfeinrichtung als Widerstandsmesser zu betreiben.
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Die bestehenden Geräte, die mehrere Meßwertarten erfassen können,
wie beispielsweise das in der DE-PS 29 14 761 beschriebene Gerät zum Messen von
Gleich- oder Wechselspannungen sowie der Werte von elektrischen Widerständen, haben
also generell zwei Handgriffe, so daß keine l'echten" Einhandprüfgeräte bestehen.
In der Praxis hat dies den Nachteil, daß beim Uberprüfen beispielsweise elektronischer
Schaltungen zwei Handgriffe betätigt bzw. gehalten werden müssen, was einen Benutzer
des Gerätes beim Arbeiten beeinträchtigt. Soll mit nur einem Handgriff gearbeitet
werden, um dem Benutzer einen größeren Handlungsfreiraum zu schaffen, dann ist für
jede Meßwertart ein gesondertes Gerät erforderlich, also beispielsweise ein Spannungsmesser
und ein Widerstandsmesser, was wiederum den Geräteaufwand erhöht.
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Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Universal-Einhandprüfgerät
anzugeben, das mit nur einem Handgriff auskommt und dennoch zum Messen praktisch
beliebiger Meßwertgrößen geeignet ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der mit der
auswechselbaren Prüfspitze oder -klemme versehene Prüfkopf auf den Handgriff aufsteckbar
ist, und daß die Meßwertanzeige, die Spannungsquelle, der Meßbereichsumschalter
und die von der Meßwertart unabhängigen Baugruppen im Handgriff und die von der
Meßwertart abhängigen Baugruppen im Prüfkopf untergebracht sind.
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Bei der Erfindung sind also alle Bauteile, die von der Meßwertart
unabhängig sind, in dem einen Handgriff vorgesehen, während die für eine bestimmte
Meßwertart spezifischen Bauteile in dem auf den Handgriff aufsteckbaren Prüfkopf
angeordnet sind. Zusätzlich ist die Prüfspitze oder -klemme auf dem Prüfkopf auswechselbar,
um so ein an diegeometrischen Verhältnisse beispielsweise einer zu prüfen Schaltungsanordnung
anpaßbares Universal-Einhandprüfgerät zu schaffen. Soll beispielsweise
nach
einer Spannungsmessung eine Widerstandsmessung vorgenommen werden, dann ist es lediglich
erforderlich, den für die Spannungsmessung auf dem Handgriff aufgesteckten Prüfkopf
gegen einen Prüfkopf für die Widerstandsmessung auszutauschen. Die Verbindung zwischen
dem Prüfkopf und dem Handgriff kann dabei in vorteilhafter Weise über eine mehrpolige
Verbindungsbuchse erfolgen.
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Wie bereits oben ausgeführt wurde, hat das erfindungsgemäße Universal-Einhandprüfgerät
lediglich einen Handgriff, der mit seinem von dem Prüfkopf entfernten Ende über
ein Kabel mit einem Bezugspotential verbindbar ist.
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Das Kabel kann dabei in vorteilhafter Weise über einen Stecker in
das vom Prüfkopf beabstandete Ende des Handgriffes eingesteckt werden.
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Für die Energieversorgung benötigt das erfindungsgemäße Universal-Einhandprüfgerät
lediglich beispielsweise zwei handelsübliche Miniaturbatterien, wie diese für Photozubehör
erhältlich sind.
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Mit dem erfindungsgemäßen Universal-Einhandprüfgerät lassen sich beispielsweise
Gleichspannung, Gleichstrom, Wechselspannung, Widerstand; Temperatur, Drehzahl,
Lichtstärke, Schallstärke, Druck, Feuchtigkeit, Strömungsgeschwindigkeit, pH-Wert
usw. erfassen, indem entsprechend gestaltete und aufgebaute Prüfköpfe auf den Handgriff
aufgesteckt werden. Die Prüfköpfe können dabei durch bestimmte Kennzeichnungsmarken
leicht identifizierbar gemacht werden.
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Die Meßwertanzeige besteht in vorteilhafter Weise aus einer Flüssigkristallanzeige,
da diese extrem wenig Energie verbraucht, so daß auch dadurch die bis zum Auswechseln
der Batterien erforderliche Zeit verlängert wird. Die Anzahl der Stellen der Flüssigkristallanzeige
kann an die gewünschte Genauigkeit angepaßt werden.
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Das erfindungsgemäße Universal-Einhandprüfgerät ist außerst einfach
zu bedienen, da alle notwendigen Bedienungselemente wie Ein-Aus-Schalter, Meßbereichsumschalter,
Meßwertspeichertaste, Meßwertanzeige usw. in dem einen Handgriff untergebracht sind,
so daß der Benutzer tatsächlich beim Einsatz des Prüfgerätes eine Hand frei hat.
Da durch die auswechselbaren Prüfköpfe praktisch beliebige Meßwertarten erfaßt werden
können, verringert sich der Aufwand für eine Laborausstattung beträchtlich: es ist
nur ein Einhandprüfgerät mit einem Handgriff und entsprechenden Prüfköpfen erforderlich,
um zahlreiche Meßwertarten erfassen zu können.
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Der Handgriff enthält also alle Elemente, die zur Einstellung und
Bedienung des Prüfgerätes notwendig sind. Auch die Meßwertanzeige befindet sich
gut sichtbar am hinteren Ende des Handgriffes, so daßSgr Prüfungen an schlecht zugänglichen
Stellen infolge der dadurch sichergestellten Ablesbarkeit des Prüfgerätes möglich
sind Der Benutzer muß dabei nicht, wie sonst notwendig, den Meßwert an einer ton
Meßobjekt entfernten Stelle ablesen.
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Soll das erfindungsgemäße Universal-Einhandprüfgerät für eine Messung
an nicht einsehbaren Stellen eingesetzt werden, dann kann der Meßwert in einem im
Handgriff untergebrachten speziellen Speicher abgespeichert und erst dann abgelesen
werden, wenn die Meßwertanzeige wieder zugänglich ist.
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Im Handgriff selbst befinden sich die M(Aßwertanzeigep die beispielsweise
eine 3 1/2-stellige Flüssigkristallanzeige sein kann, ein Analog-Digital-Wandler,
eine Schaltung zur Meßbereichserkennung, eine Schaltung zur Batterieunterspannungserkennung,
ein Meßbereichsumschalter für beispielsweise drei Meßbereiche, der zudem mit dem
Ein-Aus-Schalter gekoppelt ist, eine Meßwertspeichertaste1 die beiden Miniaturbatterien
und die mehrpolige Verbindungsbuchse zum Prüfkopf.
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Mit dem Aufstecken eines von der Meßwertart abhängigen Prüfkopfes
auf den Handgriff und dem Einschalten ist das Universal-Einhandprüfgerät betriebsbereit.
Eine gegebenenfalls falsche Einstellung von Meßbereichen wird angezeigt, und die
moglichen Meßbereiche sind auf den Prüfkopf aufgedruckt bzw.
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aufgeklebt, so daß eine einfache und sichere Bedienbarkeit gewährleistet
ist.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutern
Es zeigen: Fig. 1 das Universal-Einhandprüfgerät in Draufsicht, Fig. 2 ein Blockschaltbild
der im Handgriff untergebrachten Baugruppen und Fig. 3 ein Blockschaltbild der in
einem Prüfkopf zur Widerstandsmessung enthaltenen Baugruppen.
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Die Figur 1 zeigt das erfindungsgemäße Universal-Einhandprüfgerät
in Draufsicht mit einem Handgriff 1, einem Prüfkopf 2 und einer Prüfspitze oder
-klemme 3, einem seitlich am Ende des Handgriffs 1 angebrachten Stecker 7 und einem
Spiral kabel 6, das an seinem vom Stecker 7 beabstandeten Ende zu einem Bezugspotential
geführt ist Durch die seitliche Anbringung des Steckers 7 wird eine Verkürzung der
Länge des Geräts erreicht. Der Handgriff 1 enthält alle Bauteile, welche zur Einstellung
und Bedienung des Universal-Einhandprüfgerätes notwendig sind. So befindet sich
eine Meßwertanzeige 5 aus Flüssigkristallelementen gut sichtbar am hinteren Ende
des Handgriffes 1, so daß auch Prüfungen von beispielsweise integrierten Schaltungen
an schlecht zugänglichen Stellen möglich sind. Dabei kann der Benutzer den Meßwert
direkt von der Meßwertanzeige 4 ablesen und muß seine Aufmerksamkeit nicht auf Instrumente
richten, die von seinem direkten Arbeitsplatz entfernt sind.
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Mittels einer Meßwertspeichertaste 8 kann ein Speicher im Handgriff
1 zugeschaltet werden, um bei Bedarf einen Meßwert zunächst zu speichern, was insbesondere
dann vorteilhaft
sein kann, wenn das Universal-Einhandprüfgerät
an nicht oder schwer einsehbaren Stellen eingesetzt wird Ein Meßbereichsumschalter
5 dient zur YSinstellung des Meßbereiches, der beispielsweise bei der Messung von
Gleichspannung 1,999 V, 19,99 V und 199,9 V Endausschlag haben kann. Entsprechende
Werte sind für Gleichstrom 1,999 mA, 19,99 mA, 199,9 ma Endausschlag. Wird das Universal-Ein
handprüfgerät durch Aufstecken eines entsprechenden Prüfkopf es als Widerstandsmesser
betrieben, dann sind beispielsweise für den Meßbereichsumschalter 5 als Endausschlag
Werte von 1,999 Ohm, 19,99 kOhm und 199,9 MOhm denkbar.
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Der von der Prüfspitze oder -klemme 3 beabstandete Gegenpol am Ende
des Spiralkabels 6 weist einen Standardanschluß auf, an den übliche Meßspitzen,
Abgreifklemmen oder auch Stecker angeschlossen werden können, so daß auf einfache
Weise eine Verbindung zu einem Bezugs potential herstellbar ist.
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Im Handgriff 1 ist die Spannungs- bzw Stromquelle als Energieversorgung
für das Universal-Einhandprüfgerät untergew bracht. Geeignet sind hierfür handelsübliche
Miniaturbatterien, wie diese auch für Photozubehör benutzt werden. Auf diese Weise
können - abhängig von der Einsatz art des Universal-Einhandprüfgerätes - bis zu
500 bis 1000 Betriebsstunden erreicht werden.
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Weitere Bauteile, die im Handgriff 1 enthalten sind, bestehen vorzugsweise
aus einem Analog-Digital-Wandler, einer Schaltung zur Meßbereichserkenn ing, die
mit dem Meßbereichsumschalter 5 verbunden ist, einer Schaltung zur Batterleunterspannungserkennung,
um rechtzeitig festzustellen, wenn die Energieversorgung des Prüfgerätes nicht mehr
sichergestellt ist, und aus einer mehrpoligen Verbindungsbuchse zum Prüfkopf 2 Im
Prüfkopf 2 sind in einem konischen Kunststoffgehäuse alle Bauteile enthalten, die
für eine entsprechende Meßwerterfassung und -umwandlung erforderlich sind, also
beispielsweise
die Bauteile, die benötigt werden, wenn ein Widerstand
gemessen werden soll. Entsprechende Prüfköpfe können zur Messung der Gleichspannung,
des Gleichstromes, der Wechselspannung, des Widerstandes, der Temperatur, der Drehzahl,
der Lichtstärke, des Schalles, des Druckes der Feuchte, der Strömung, des pH-Wertes
zugeschaltet und entsprechend gekennzeichnet werden.
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Das Kunststoffgehäuse des Prüfkopfes 2 enthält an seinem in Fig. 1
linken Ende eine Gewinde- oder Montagebuchse zur Aufnahme einer Prüfspitze 3 bzw.
eines Meßfühlers, wie z.B.
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eines Thermoelements. Am anderen Ende des Kunststoffgehäuses ist ein
Mehrfachstecker nach z.B. DIN 45 326 zur Verbindung mit einer Gegenbuchse im Handgriff
1 vorgesehen.
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Der Prüfkopf 2 kann so auf einfache Weise mit dem Handgriff 1 verbunden
und von diesem abgenommen werden.
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Im Prüfkopf 2 sind weiterhin Leiterplatten oder ein Keramiksubstrat
für die von der Meßwertart abhängigen Baugruppen enthalten. Die Gewinde- bzw. Montagebuchse
und der Mehrfachstecker sind mit der Leiterplatte bzw. dem Keramiksubstrat elektrisch
verbunden und werden als komplette Einheit in das Kunststoffgehäuse von dessen dem
Handgriff 1 zugewandten Ende aus eingeschraubt.
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Auf seiner Außenfläche ist der Prüfkopf 2 (z.B. ein Prüfkopf zur Widerstandsmessung)
mit einem Folienetikett oder durch Siebdruck zu seiner Identifizierung beschriftet,
so daß Verwechslungen einzelner Prüfköpfe ausgeschlossen sind.
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Über den Verbindungsstecker zwischen dem Handgriff 1 und dem Prüfkopf
2 verlaufen die elektrischen Verbindungen für beispielsweise Versorgungsspannungen
für etwaige Meßverstärker, die Meßsignalleitungen für bis zu drei verschiedene Meßbereiche,
Kodierungsbrücken für die verschiedenen Meßwertarten und Abschirmungs- bzw. Masseleitungen.
Alle elektrischen Verbindungen zu und.von der Prüfspitze führen Niederspannung
im
Bereich von etwa 5 Volt, so daß keine Gefahr für einen Benutzer besteht.
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Das erfindungsgemäße Universal-Einhandprüfgerät hat ein nur geringes
Gewicht von etwa 100 g und ist daher sehr handlich.
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Für Länge, Breite und Höhe sind Werte von etwa 160 mm, 20 mm und 35
mm vorgesehen. Die Meßspitze 3 kann etwa 50 mm lang sein. Die Anzeigehöhe der Meßwertanzeige
4 beträgt in Flüssigkristallausführung etwa 9 mm.
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Der Querschnitt des Handgriffes 1 und des Prüfkopfes 2 ist etwa rechteckförmig.
Die Ecken können dabei abgerundet sein, um die Handhabung des Gerätes zu erleichtern
Ebenso können am Handgriff 1 noch Rillen 10 auf jeder Seite vorgesehen werden, wodurch
der Benutzer das Einhandprüfgerät sicherer in der Hand halten kann.
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Figur 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel für die im Handgriff 1 enthaltenen
Baugruppen: Einer Batterie 18 ist ein Ein-Aus-Schalter 11 nachgeschaltet, der mit
einer Bereichsumschalter-Schaltung 12 verbunden ist.
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Der Ein-Aus-Schalter 11 ist an seinem von der Batterie 18 abgewandten
Ende mit einer mehrpoligen Steckbuchse 13 zur Verbindung mit einem Mehrfachstecker
22 (vgl. auch Fig. 3) des Prüfkopfes 2 versehen. Außerdem ist der Ein-Aus-Schalter
11 mit einem Analog-Digital-Wandler 14, einem 7-Segment-Dekoder 15, einem Flüssigkristall
(LCD)-Treiber 16, einer Flüssigkristall-Anzeicte 17, einer Speicher-Loqik 19 und
einem Bereic}ls-Dekoder 21 verbunden. Der Bereichs-Dekoder 21 liegt auch zwischen
der Bereichsumschalter-Schaltung 12 und der Flüssigkristall-Anzeige 17. Die mehrpolige
Steckbuchse 13, der Analog-Digital-Wandler 14, der 7-Segment-Dekoder 15, der Flüssigkristall-Treiber
16 und die Flüssigkristall-Anzeige 17 sind außerdem hintereinander in Reihe geschaltet
Über
das Kabel 6 bzw. die Buchse 7 wird ein Bezugspotential dem Analog-Digital-Wandler
14 zugeführt, der seinerseits mit Signalen von der Speicher-Logik 19 beaufschlagt
wird, wenn die Meßwertspeichertaste 8 betätigt wird. Eine Batterie-Unterspannungserkennungs-Schatlung
20 zeigt aufder Flüssigkristall-Anzeige 17 an, wenn die Batterie 20 über den Ein-Aus-Schalter
11 zu wenig Spannung liefert.
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Fig. 3 zeigt ein ausführungsbeispiel des Prüfkopfes 2 für die Widerstandsmessung.
Dem Mehrfachstecker 22 ist dabei eine Meßbereichseinstellungsschaltung 23 nachgeschaltet,
die insbesondere verschiedene Widerstände für die einzelnen Meßbereiche enthält.
Diese Meßbereichseinstellungsschaltung 23 ist ihrerseits an eine Stromquelle 24
angeschlossen, die auch direkt mit dem Mehrfachstecker 22 verbunden ist.