CN102735911B - 一种多功能电笔 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多功能电笔。解决现有技术中电笔功能单一，使用时还需要其他辅助工具，使得携带操作都不方便的问题，电笔包括壳体，连接在壳体上的测试针和地线夹子，在壳体上设置有选择开关，所述选择开关动触点与测试针相连，选择开关具有若干静触点，在静触点上分别连接有若干功能电路，所述地线夹子与各功能电路的接地端相连。本发明是基于高性能单片机和显示屏的多功能电笔，大大拓宽了传统电笔的功能，从传统的电笔只能简单检测线路是否带电变成可以检测并显示电压信息、作为驱动执行器或模拟传感器输出、检测弱电压信号、模拟电阻、通断测试、作为导线使用。方便了操作者操作和携带。

Description

一种多功能电笔

技术领域

本发明涉及一种汽车维修用测电笔，尤其是涉及一种集多功能于一体、方便携带的多功能电笔。

背景技术

当前汽车维修行业使用的汽车维修用传统电笔（试灯），都是由一个普通灯泡或LED+外壳+测试针组成，构造简单，体积小巧，可以测试简单汽车电路中某个节点上灯泡是否发光，来判断线路带电状态，其显示结果非常有限，如微弱电流或微弱电压，虚电等，还经常会给修理工带来误判，修理工往往还需要使用万用表辅助判断。汽车万用表在维修中广泛应用，在其功能中，使用最频繁的是直流电压档，其次是低电阻蜂鸣档与电流档。很多具备的功能在实际维修中很少使用。而修理工需要的一些功能万用表又不具备。同时万用表的体积决定了修理工不方便携带。在维修中，很多时候需要判断是传感器的问题还是执行器的问题，虽然修理工可以用解码器进行数据流分析做判断，目前还是有大量的修理工不能进行数据流分析，采用换件替代法判断问题居多。传感器模拟信号发生器能代替原车传感器的信号，修理工与之做比较就能得出一个正确的结果。传感器信号模拟器体积大，携带更不方便。在判断点火放大器（整体式点火线圈）、仪表、电磁阀等元件工作是否正常，修理业尚未出现这样的仪器设备。

如公开号为CN2101880U，名称为汽车试电笔的中国实用新型专利，其由两个不同颜色的发光二极管正极与负极互相连接在一起组成的发光泡。且可以判断交直流电源以及直流电源的正负极。这种电笔就是传统的电笔，功能单一，具有上述的缺点，在微弱电流或微弱电压，虚电等，容易给修理工带来误判，修理工往往还需要使用万用表辅助判断，但万用表体积大携带不方便，且万用表的大部分功能很少使用，另外无法对传感器、执行器问题进行检测。

发明内容

本发明主要是解决现有技术中电笔功能单一，使用时还需要其他辅助工具，使得携带操作都不方便的问题，提供了一种集多功能于一体、方便携带的多功能电笔。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种多功能电笔，包括壳体，连接在壳体上的测试针和地线夹子，在壳体上设置有选择开关，所述选择开关动触点与测试针相连，选择开关具有若干静触点，在静触点上分别连接有若干功能电路，所述地线夹子与各功能电路的接地端相连，所述若干功能电路分别为信号输出电路、电压测量电路、弱信号检测电路、负载电路、模拟电阻电路、通断检测电路和跨线电路，电笔还包括有微处理单元、显示屏和电源单元，所述电压测量电路和信号输出电路连接到微处理单元上，微处理器与显示屏相连，所述弱信号检测电路、信号输出电路、微处理单元、显示屏分别与电源单元连接；

信号输出电路，微处理器向信号输出电路发送PWM驱动信号，控制信号输出电路向测试针输出方波信号，微处理器同时检测输出的方波信号，经过处理后将方波的电压、频率、占空比显示在显示屏上；

电压测量电路，采样测试针检测部位的电压信号，然后将检测到的电压信号传送给微处理器，微处理器经过处理后将电压值显示在显示屏上；

弱信号检测电路，检测测试针检测部位的弱电压信号，若检测到弱电压信号，弱信号检测电路则点亮其电路中的表示该状态的信号灯。

选择开关与功能单元相连，所述功能单元包括若干第一功能单元和第二功能单元，电笔还包括有微处理器和显示屏，所述第一功能单元连接到微处理器上，微处理器与显示屏相连接。本发明是基于高性能单片机和显示屏的多功能电笔，大大拓宽了传统电笔的功能，从传统的电笔只能简单检测线路是否带电变成可以检测并显示电压信息、作为驱动执行器或模拟传感器输出、检测弱电压信号、模拟电阻、通断测试、作为导线使用，使得电笔成为传统电笔加万用表常用功能、传感器模拟、执行器驱动功能的组合体，使得对电路电压检测更加精确，避免弱电流、弱电压、虚电给操作员带来误判，能够准确判断汽车点火放大器、仪表、电磁阀灯元件工作状态，且本发明体积小巧，解决了以往操作员需携带万用表、传感器信号模拟器等多种辅助工具，操作和携带都不方便的问题。负载电路用来检测线路是否带电；模拟电阻电路将电笔变成一电阻接入线路，该电阻值可以进行调节；通断检测电路检测线路是否通断或短路；跨线电路将电笔变成一根导线使用。

作为一种优选方案，电笔上设有加载开关，所述加载开关连接在负载电路输入端和电压测量电路输入端之间。该加载开关打开后就使得负载电路与电源检测电路相并联，该加载开关用于在电压检测过程中检测是否虚电或者接触不良。在打开加载开关后，显示屏显示电压下降0.05V以上，则说明虚电或接触不良，有接触电阻，下降电压越大，则接触电阻越大。

作为一种优选方案，电笔上设置有功能转换按键、加按键和减按键，所述功能转换按键、加按键和减按键分别连接到微处理器，按下功能转换按键，则发送信号给微处理器，微处理器对信号输出电路的输出信号的频率和占空比进行切换显示，按下加或减按键，则发送信号到微处理器，对当前显示的电压、频率或占空比进行调节。信号输出电路输出的方波信号为0~2000HZ、占空比1%~10%的可调方波信号，高电平驱动能力20MA，低电平驱动能力3A，这使得电笔信号输出可以作为驱动执行器或模拟传感器使用，作为驱动执行器能直接驱动点火线圈，怠速阀，变速箱电磁阀，喷油嘴，电子鼓风机调速器，整体式点火线圈，点火模块，里程表，转速表，碳罐电磁阀，压力调节电磁阀等，作为模拟传感器可以模拟电磁式，光电式，霍尔式，干簧管式的曲轴位置传感器，凸轮轴位置传感器，车速传感器，ABS传感器，空调压缩机转速传感器，音响的信号注入等。

作为一种优选方案，电笔上设置有滑动机构，该滑动机构包括开在壳体表面上的滑槽和设置在壳体内与滑槽相配合的滑动部件，滑动部件包括滑块和连接块，所述滑块中间位置设有一圈卡沿，所述连接块前端与测试针连接，在连接块上设有安装孔，滑块卡沿以下部分插入在安装孔内，滑块卡沿以上部分伸出在滑槽上，卡沿卡在滑槽的内侧上。该滑动部件可以在滑槽上前后滑动，使得电笔在不使用时测试针可以缩入到壳体内，使得测试针不会伤到人。

作为一种优选方案，所述卡沿位于滑槽两侧分别设置有凸块，在滑槽前后端的两侧内表面上分别设置有余凸块相配合的凸块，在滑块的下端上开有弹簧孔，弹簧孔内设置有弹簧，该弹簧一端顶在弹簧孔底部，另一端顶在安装孔底部。弹簧使得卡沿能牢牢顶在滑槽两侧的内表面上，而卡凹对滑块起到定位作用，挡滑块滑到滑槽前后端时，在弹簧的作用下凸块卡入到卡凹内，使得滑块不能移动。

作为一种优选方案，所述壳体前端设置有钩体，钩体内弯处与壳体前端共同构成电线卡槽，在所述钩体上开有通孔，测试针穿过通孔。测试针伸出时穿过钩体上的通孔，在电笔对电线检测时，电线放入电线卡槽内，电线卡槽卡住电线，然后伸出测试针刺入电线内，这样方便了操作者使用，使得操作者无需剥开电线对其进行检测。

作为一种优选方案，在壳体的前端上设置有照明灯，在壳体上设置有控制照明等开闭的照明开关。照明开关控制照明等的开闭，照明灯使得操作者在黑暗处使用更方便。 

因此，本发明的优点是：基于高性能单片机和显示屏的多功能电笔，大大拓宽了传统电笔的功能，从传统的电笔只能简单检测线路是否带电变成可以检测并显示电压信息、作为驱动执行器或模拟传感器输出、检测弱电压信号、模拟电阻、通断测试、作为导线使用，使得电笔成为传统电笔加万用表常用功能、传感器模拟、执行器驱动功能的组合体，使得对电路电压检测更加精确，避免弱电流、弱电压、虚电给操作员带来误判，能够准确判断汽车点火放大器、仪表、电磁阀灯元件工作状态，且本发明体积小巧，解决了以往操作员需携带万用表、传感器信号模拟器等多种辅助工具，操作和携带都不方便的问题。

附图说明

附图1是本发明的一种电路框示图；

附图2是本发明的一种局部剖面结构示意图

附图3是本发明中滑动部件的一种剖面结构示意图；

附图4是本发明中前端的结构示意图；

附图5是本发明中信号输出电路的一种电路结构示意图；

附图6是本发明中电压测量电路的一种电路结构示意图；

附图7是本发明中负载电路的一种电路结构示意图；

附图8是本发明中弱信号检测电路的一种电路结构示意图。

1-测试针  2-选择开关  3-滑槽  4-信号输出电路  5-电压测量电路  6-弱信号检测电路  7-负载电路  8-模拟电阻电路  9-通断检测电路  10-跨线电路  11-电源单元  12-微处理器  13-显示屏  14-壳体  15-滑块  16-连接块  17-卡沿  18-凸块  19-卡凹  20-安装孔  21-弹簧孔  22-弹簧  23-钩体  24-电线卡槽  25-照明灯 。 

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例： 

本实施例一种多功能电笔，包括壳体14，在壳体上设置有测试针1和接地夹子。在壳体上还设有一功能选择开关2，该选择开关动触点端与测试针14相连接，选择开关具有八个静触点，静触点分别与信号输出电路4、电压测量电路5、弱信号检测电路6、负载电路7、模拟电阻电路8、通断检测电路9和跨线电路10连接，最后一个静触点为空挡不接任何东西。这些电路都设置在壳体内，在壳体内还设置有微处理器12和显示屏13，该微处理器为单片机，显示片露出在壳体的表面。电压测量电路5和信号输出电路4连接到微处理单元12上，微处理器12与显示屏13相连，弱信号检测电路6、信号输出电路4、微处理单元12、显示屏13分别与电源单元连接。地线夹子分别与各电路的接地端连接。

电源单元11包括一蓄电池，蓄电池正极端连接电源开关，电源开关的另一端连接一升压电路后连接电源输出端，该电源单元给电笔内弱信号检测电路6、信号输出电路4、电压测量电路5、微处理单元12、显示屏，以及一些LED灯供电。

如图5所示，该信号输出电路由电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、二极管D2、稳压管D17、电容C1、电容C2和三极管Q1构成，该二极管D2正极连接电源输出端，二极管D2负极连接电阻R5一端，电阻R5另一端连接到选择开关2的与信号输出电路连接的静触点上，三极管Q1集电极连接在电阻R5与静触点相连点上，三极管Q1发射极通过连接电阻R6后接地，三极管Q1的基极通过连接电阻R3后连接到微处理器的PWM驱动信号输出脚，电容C1连接在三极管Q1发射极和接地端之间，电阻R4一端连接在三极管Q1发射极，电阻R4另一端分别连接电容C2和稳压管D17负极，电容C2另一端接地和稳压三极管Q17正极分别接地，该电容C1、电容C2、电阻R4和稳压管D17构成了保护电路，且电阻R4与稳压管D17的连接点连接至微处理器12，该连接点用于检测信号输出电路输出信号的电压、频率和占空比，然后通过显示屏显示，另外在当信号输出电路出现异常时，微处理器通过该点检测到信息后，控制PWM驱动信号停止输出。另外该信号输出电路还具有一信号输出状态提示灯，该输出信号状态提示灯与电源输出端正向连接后连接到与信号输出电路连接的静触点上，这样当信号输出电路工作时，该信号输出状态提示灯点亮。在电笔上还设置有功能转换按键、加按键和减按键，该功能转换按键、加按键和减按键分别连接在微处理器上，功能转换按键用于切换显示屏上信号输出电路输出信号的电压、频率和占空比，每按一下功能转换按键，显示屏上显示切换一下，如之前显示输出信号电压值，按下之后变成显示频率值，如此循环。加按键和减按键分布对当前显示的电压、频率或占空比进行加减调节。

如图6所示，电压测量电路5包括电子R1、电子R13和电容C4，电阻R1和电阻R13相串联，电阻R1另一端连接选择开关2与电压测量电路连接的静触点，电阻R13另一端接地，电容C4一端连接在电阻R1和电阻R13之间的连接点上，电容C4另一端接地，且电阻R1和电阻R13之间的连接点连接到微处理器12上，该电阻R1和电阻R13构成一电压采样电路，将采样的电压信号发送给微处理器，微处理器内具有电压测量功能，经过处理后发送信号到显示屏，将测量到的电压在显示屏上显示。

如图7所示，负载电路7由发光二极管D9、发光二极管D5、发光二极管D10和电阻R15构成，发光二极管D10即为试灯灯泡，发光二极管D10正极连接选择开关2连接负载电路的静触点，发光二极管D10负极接地，电阻R15一端连接选择开关2连接负载电路的静触点，电阻R15另一端连接发光二极管D9正极，发光二极管D9负极接地，发光二极管D5反向并联在发光二极管D9上，其中发光二极管D9为绿色LED灯，D5为红色LED灯。该负载电路用于普通的试灯，不必打开电源开关即可测量，操作时，将挡位跳到负载一档，将地线夹子夹于车身金属件，测试针测试被检测部位，通过试灯灯泡是否发光来判断是否有电，同时发光二极管D9或发光二个D5会亮起，挡接地夹子为负极时，则发光二极管D9亮起，挡接地夹子为正极时，则发光二极管D5亮起。

另外，在电压测量过程中还具有一个虚电或接触不良检测，在电笔上还设置有一个加载开关SW2，该加载开关一端连接在选择开关2连接负载电路的静触点上，另一端连接在选择开关2连接电源测量电路的静触点上。这样在电压测量时打开加载开关SW2，相当于将负载电路并联在电源测量电路上，此时如果显示屏显示电压下降0.05V以上，则说明虚电或有接触不良，有接触电阻，下降的电压越大，则接触电阻越大。

如图8所示，弱信号检测电路包括电阻R10、稳压管D12、三极管Q2和发光二极管D11，该发光二极管D11的正极连接在电源单元11的蓄电池正极上，发光二极管D11负极连接在三极管Q2的集电极上，三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的基极通过连接电阻R10后连接到选择开关2连接弱信号检测电路的静触点上，稳压管D12正极接地，负极连接在三极管Q2的基极上。操作时，将档位设在弱信号检测处，打开电源开关，将地线夹子夹于车声金属件上，测试针测试被检测部位，若检测到弱信号，信号传入三极管Q2基极，三极管Q2导通，则发光二极管D11导通点亮。该发光二极管D11为设置在电笔壳体上显示弱信号状态的指示灯。

模拟信号电路即为一可调电阻，可调电阻一端接选择开关2，另一端接地。可调电阻具有一个旋钮，旋钮设置在壳体表面上，调节旋钮改变阻值。

通断检测电路包括蜂鸣器，该蜂鸣器正极接电源输出端，蜂鸣器负极正向连接一个二极管后连接到选择开关2上。此档位检查线路是否导通或短路。线路导通，蜂鸣器会鸣叫。

跨线电路为一根线路，一端接地一端连接选择开关，其作用就是当一根导线使用。

如图2和图4所示，电笔上设置有滑动机构，该滑动机构包括开在壳体表面上的滑槽3和设置在壳体内与滑槽相配合的滑动部件，滑动部件包括滑块15和连接块16，滑块中间位置设有一圈卡沿17，连接块前端与测试针1连接，如图3所示，在连接块上设有安装孔20，滑块卡沿以下部分插入在安装孔内，滑块卡沿以上部分伸出在滑槽3上，卡沿卡在滑槽的内侧上。卡沿17位于滑槽两侧分别设置有凸块18，在滑槽前后端的两侧内表面上分别设置有与凸块相配合的凸块18，在滑块的下端上开有弹簧孔21，弹簧孔内设置有弹簧22，该弹簧一端顶在弹簧孔底部，另一端顶在安装孔底部。如图4所示，壳体14前端设置有钩体23，钩体内弯处与壳体前端共同构成电线卡槽24，在钩体上开有通孔，测试针1穿过通孔。在壳体14的前端上设置有照明灯25，在壳体上设置有控制照明等开闭的照明开关，该照明灯与照明开关串联后连接在电源输出端和地线之间。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了微处理器、显示屏、电源单元、信号输出电路、电压测量电路等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (7)

1.一种多功能电笔，包括壳体，连接在壳体上的测试针和地线夹子，其特征在于：在壳体上设置有选择开关（2），所述选择开关动触点与测试针（1）相连，选择开关具有若干静触点，在静触点上分别连接有若干功能电路，所述地线夹子与各功能电路的接地端相连，所述若干功能电路分别为信号输出电路（4）、电压测量电路（5）、弱信号检测电路（6）、负载电路（7）、模拟电阻电路（8）、通断检测电路（9）和跨线电路（10），电笔还包括有微处理器（12）、显示屏（13）和电源单元（11），所述电压测量电路和信号输出电路连接到微处理器上，微处理器与显示屏相连，所述弱信号检测电路、信号输出电路、微处理器、显示屏分别与电源单元连接；

信号输出电路（4）：微处理器（12）向信号输出电路发送PWM驱动信号，控制信号输出电路（4）向测试针输出方波信号，微处理器（12）同时检测输出的方波信号，经过处理后将方波的电压、频率、占空比显示在显示屏（13）上；

电压测量电路（5）：采样测试针（1）检测部位的电压信号，然后将检测到的电压信号传送给微处理器（12），微处理器经过处理后将电压值显示在显示屏（13）上；

弱信号检测电路（6）：检测测试针（1）检测部位的弱电压信号，若检测到弱电压信号，弱信号检测电路（6）则点亮其电路中的表示该状态的信号灯；

负载电路（7）：用来检测线路是否带电；

模拟电阻电路（8）：将电笔变成一电阻接入线路；

通断检测电路（9）：检测线路是否通断或短路；

跨线电路（10）：将电笔变成一根导线使用。

2.根据权利要求1所述的一种多功能电笔，其特征是电笔上设有加载开关SW2，所述加载开关SW2连接在负载电路（7）输入端和电压测量电路（5）输入端之间。

3.根据权利要求1所述的一种多功能电笔，其特征是电笔上设置有功能转换按键、加按键和减按键，所述功能转换按键、加按键和减按键分别连接到微处理器（12），按下功能转换按键，则发送信号给微处理器，微处理器对信号输出电路的输出信号的频率和占空比进行切换显示，按下加或减按键，则发送信号到微处理器，对当前显示的电压、频率或占空比进行调节。

4.根据权利要求1所述的一种多功能电笔，其特征是电笔上设置有滑动机构，该滑动机构包括开在壳体表面上的滑槽（3）和设置在壳体内与滑槽相配合的滑动部件，滑动部件包括滑块（15）和连接块（16），所述滑块中间位置设有一圈卡沿（17），所述连接块前端与测试针（1）连接，在连接块上设有安装孔（20），滑块卡沿以下部分插入在安装孔内，滑块卡沿以上部分伸出在滑槽（3）上，卡沿卡在滑槽的内侧上。

5.根据权利要求4所述的一种多功能电笔，其特征是所述卡沿（17）位于滑槽两侧分别设置有凸块（18），在滑槽前后端的两侧内表面上分别设置有与凸块相配合的卡凹（19），在滑块的下端上开有弹簧孔（21），弹簧孔内设置有弹簧（22），该弹簧一端顶在弹簧孔底部，另一端顶在安装孔底部。

6.根据权利要求1所述的一种多功能电笔，其特征是所述壳体（14）前端设置有钩体（23），钩体内弯处与壳体前端共同构成电线卡槽（24），在所述钩体上开有通孔，测试针（1）穿过通孔。

7.根据权利要求1或2或3或4或6所述的一种多功能电笔，其特征是在壳体（14）的前端上设置有照明灯（25），在壳体上设置有控制照明灯开闭的照明开关。