CN101887079A - 非接触式高灵敏度测电器 - Google Patents

Abstract

已知试电笔要求被测金属物体相对大地有较高的电压。但是，很多用电器仅通过其金属部分的分布电容感应产生不带有对人体有危险的触电电动势，一般试电笔不能识别低于100V的感应电动势，给检测用电器漏电与否造成错误判断。本发明为了弥补现有试电笔不能识别非危险感应电动势的不足，选用输入端阻抗非常高的CMOS集成电路(CD4017)作为测电器电路的核心元器件，电路无需设置手触电极作为回路，当测电器探头接近带物体时，探头电感应到带电金属物体的电动势用于形成CMOS集成电路所需的时钟信号，然后驱动点亮发光二极管LED指示被测金属物体带电与否，能够非常灵敏地探测到金属物体存在漏电的安全隐患，可以开发成为日常使用的电工工具。

Description

非接触式高灵敏度测电器

技术领域

本发明属于电子技术领域，涉及一种非接触式高灵敏度测电器，测电器既能测试用电器的危险电压，也能测试用电器金属外壳或金属体所带的无危险的漏电电压。

背景技术

目前，已知试电笔的构造是由测试触头、限流电阻、氖管、金属弹簧和手触电极串联组成。测试触头与被测金属物体接触，人手接触手触电极构成回路，当被测金属物体相对大地具有较高电压时，氖管启辉，表示被测物体带电。但是，很多用电器的金属外壳或金属体不带有对人体有危险的触电电压，仅通过用电器金属部分的分布电容感应产生电动势(电压)，一般试电笔不能识别低于100V以下的感应电动势，给检测用电器漏电与否带来困难，容易造成错误判断。

为了克服现有试电笔不能识别无危险感应电动势的不足，有必要研制一种既能识别有危险的触电电压，也能识别无危险的感应电动势测电装置。

发明内容

发明目的：非接触式高灵敏度测电器能够探测到金属物体存在漏电的安全隐患，包括能测试并显示无危险的感应电动势。可以开发成为日常使用的电工工具。

技术方案：利用输入端阻抗非常高的CMOS集成电路(CD4017)作为测电器电路的核心元件，电路无需设置手触电极作为回路，用测电器探头感应带电金属物体的电动势用于形成CMOS集成电路工作所需的时钟信号，然后驱动点亮发光二极管LED指示被测用电器上的金属物体是否带电。

有益效果：克服了现有试电笔只能识别有危险的触电电压(即：大于100V的电压)，不能测试40～80V无危险性的感应电动势的缺陷。本发明提供一种非接触式高灵敏度测电器，该测电装置不仅能测出被测金属物体是否带电，而且非接触式高灵敏度测电器用绝缘材料包裹测电探头，在测电器使用时，测电探头不需要接触到带电金属物体，只要接近带电区域即可进行检测，可以有效的解决、弥补现有试电笔存在的问题和缺陷。

附图说明

附图是非接触式高灵敏度测电器电路工作原理图。

附图中CMOS集成电路为十进制计数器，型号为CD4017，其应用引脚及对应的功能是：

(8)脚VSS：接电源负端；

(11)脚Q9：计数脉冲第9输出端；

(13)脚EN：时钟输入端，脉冲下降沿有效；

(14)脚CP：时钟信号输入端，时钟输入端中的斯密特触发器具有脉冲整形功能；

(15)脚R：清零输入端；

(16)脚VDD：接电源正端，直流电压为3～18V。

具体实施方式

下面按照说明书附图和附图说明，结合以下实施例对本发明的相关技术作进一步描述。

技术方案：利用输入端阻抗非常高的CMOS集成电路(CD4017)作为测电器电路的核心元件，电路无需设置手触电极作为回路，用测电器探头感应出带电金属物体的电动势用于形成CMOS集成电路工作所需的时钟信号，然后驱动点亮发光二极管LED指示被测金属物体是否带电。

非接触式高灵敏度测电器电路组成：测电器电路由CMOS集成电路(CD4017)、测电探头、测电指示电路、电源工作状态指示电路和供电电源组成。

工作原理：由于核心电路使用的是输入端阻抗非常高的CMOS集成电路IC1(CD4017)，IC1的时钟输入端(14)脚外接测电探头，因其输入阻抗非常高，测电探头可以灵敏的感应出被测金属物体所带的电压，用探头感应到的电压作为CMOS集成电路工作的时钟信号，使计数器CD4017的(11)脚输出高电平，由(11)脚的高电平直接驱动点亮发光二极管LED2。

非接触式高灵敏度测电器电路中主要元件的连接关系

非接触式高灵敏度测电器由CMOS集成电路、测电探头、测电指示、电源工作状态指示电路和供电电源组成。其特征是测电探头接CMOS集成电路(CD4017)的(14)脚；制作测电的探头的材料为铜质护套线，为了增加测电探头的感应面积，探头形状折弯成

本发明中的测电指示电路由电阻(R1)发光二极管(LED2)组成，其特征是R1一端接集成电路CD4017的(11)脚，R1的另一端接发光二极管LED2的正极，LED2的负极接地。

元器件选择、制作及电路调试

CMOS集成电路CD4017为16脚十进制计数器(IC1)，IC1的封装形式主要有塑封双列直插(DIP)、陶瓷双列直插式(DIP)两种，工作电压为：3～18V；LED1为Φ5绿色发光二极管用于电源指示；LED2为Φ5红色发光二极管用于被测金属物体是否带电指示；AN为按键式电源开关；降压电阻R1阻值为470Ω，降压电阻R2阻值为820Ω；用于电源滤波的电解电容C为470μF/16V；DC为9V叠层电池。

测电探头的制作：探头的规格和形状是制作本发明成功与否的关键，测电探头要求选择铜线Φ2.0mm以上外表有一绝缘材料层包裹的护套铜线，其长度要求≥130mm。为了增加测电探头的感应面积，缩小测电器的体积，制作探头的护套铜线要求折弯成

形状。

使用方法：在使用时，手持非接触式高灵敏度测电器，按住电源开关AN，并在电源工作指示发光管二极管LED1点亮后，将测电器的探头接近待测金属物体(带电区域)，然后观察LED2工作情况，只要发光管二极管LED2被点亮，说明被测金属物体带电，若LED2不亮说明被测金属物体不带电，或者仅带有40V以下的安全电压。

Claims (4)

1.一种非接触式高灵敏度测电器由CMOS集成电路、测电探头、测电指示电路、电源工作状态指示电路和供电电源组成，其特征是电路中使用的CMOS集成电路型号为CD4017。

2.根据权利要求1所述的非接触式高灵敏度测电器，其特征是测电探头接CMOS集成电路(CD4017)的(14)脚。

3.根据权利要求1所述的非接触式高灵敏度测电器，其特征是制作测电探头的材料为铜质护套线，探头形状折弯成

。

4.根据权利要求1所述的非接触式高灵敏度测电器，其测电指示电路由电阻(R1)、发光二极管(LED2)组成，其特征是R1一端接集成电路CD4017的(11)脚，R1的另一端接发光二极管LED2的正极，LED2的负极接地。