CN1073529A

CN1073529A - 电子笔形区段电压计

Info

Publication number: CN1073529A
Application number: CN 91107962
Authority: CN
Inventors: 姚鸿霖
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-12-19
Filing date: 1991-12-19
Publication date: 1993-06-23

Abstract

本项发明以一片14脚通用集成模拟电路为核心，配以少量外围电子元件，用印制电路组成降压、整流、稳压、采样、差放、比较、驱动电路。能对交直流电压或环境、人体温度进行测量。本项发明采用独特的发光二极管显示与电位刻度对照读数方式，读取准确的被测数值。其显示具有住留记忆功能，便于准时读取和记录。

Description

本发明所涉及的是介乎于电压表与测电笔之间的一种低压电气测量表计。

现有的电压表体积较大，不便携带，其动圈和活动指针极易损坏;而数显表造价高，难以普及;一般测电笔又不能准确表达被测电压数值。

本发明的目的在于提供一种体积和外形类似于测电笔，而又能准确表达被测电压数值，便于携带和价格稍高于测电笔的电压计。

本发明的目的是通过以下方式实现的：被测电压通过测针和测笔两端进入笔内电路，经电容单端降压或二极稳压管降压，桥式整流、电阻分压、采样，再经集成运放差动电路放大，比较和驱动与被测值相关的发光二极管，最后通过电位器分压刻度与发光二极管对照显示并读取被测数值。

一般的电压测量都是测量某一级别电压在有限变动范围的数值，并非都需要从零值测起，为了适应这一测量的实际需要，本发明设计为区段电压测量。这样也利于缩小体积和简化构造。另外，为了适应不同的测量范围和要求，本发明设计了三种型式：（1）YSDYJ-Ⅰ型为民用型，用以测量160～240伏的交流电压，叫交流电压计;（2）YSDYJ-Ⅱ型为工用型，用以测量200～450伏交直流电压，叫交直流电压计。（3）YSDYJ-Ⅲ型为多用型，用以测量交直流电压和环境及人体温度，测量范围：交直流电压160V～240V，温度为-30℃～+50℃。叫交直流电压温度计。以上三种可统一简称为YS电压计。其区别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型。以下结合附图作进一步说明：

图1-1中被测电源输入，单端经C1降压，D₁-D₄组成全桥整流。R₁-R₆组成LM324A1的差动输入网络，通过W_R取样被测电压的变化值，进入A₁进行放大比较。差动网络中R₅的分压值，进入A₁负输入端并受DW稳压，成为最低量程基准。WR分压值随被测电压变动，当该电压低于A₁的负输入时，A₁输出电压低于A₃、A₄的正输入端，使其均输出高电位驱动D₈亮，这表示被测值低于电位刻度值。当WR分压值高于R₅分压值时，A₁输出电压高于A₃正输入端，A₃、A₄都输出低电位，因此只D₆亮，表示被测电压高于电位器分压刻度值。当W_R分压值近于和R₅分压值持平时，A₁输出电压仅高于A₄的正输入，低于A₃的正输入，因此，D₆灭，D₈灭，只D₇亮，表示WR电位分压刻度数值等于被测值，测量结束。R₇、D₅及R₈、C₂组成积分滤波电路，使A₁的输出能平滑稳定的随被测电压变动。图1-2是YSDYJ-Ⅰ型交流电压计的外形图。图中1是测针、2是测笔，4是测针释放键，5是读数调节盘，6是被测值高于读数发光二极管，7是读数值等于被测值发光管，8是被测值低于读数发光管，9是测值读数窗，11是最低量值定位口。

图2-1是YSDYJ-Ⅱ型交直电压计原理结线图。其输入降压部分采用10只1W、50V连接方向互相相反的稳压二极管，完成交直流降压任务。在一定负载下，能保持不发热和减小装置体积。RS为直流补偿电阻。K₁为交直流转换开关，后面的电路与图1-1相同，不再标出。

图2-2是YSDYJ-Ⅱ型交直流电压计外形图。图中10是交直流转换开关。其余部分与YSDYJ-Ⅰ型相同。

图3-1是YSDYJ-Ⅲ型交直流电压温度计原理结线图。其基本结线与YSDYJ-Ⅱ型相同，只是在R₄前端增加了电池电源和按键开关AN，以及在R₁两端接入温度传感插口和温度传感插头WG，以1N4148或其它温敏件作探头，其余与Ⅱ型相同，不再标出。图3-2是YSDYJ-Ⅲ型电压温度计外形图。与前一种的区别在于多了一个温度传感及电池开关插口12。图4为YSDYJ-Ⅰ型电压计内部构造布置图。1为测针，2为弹针簧，3为按键，4为整流桥，5为锁针扣，6为降压电容，7为电位器调节盘，8为刻度尺，9为测笔，10为电路板及电子件，11为全塑阻燃笔体壳。12为测温插口。图5为印刷版图，图6为元件装配图。

本发明很明显的优势在于，造价低于所有能准确读出被测数值的表计，体积和重量亦是最小，在造价和体积的有限范围内，本发明的测量准确性亦是较高的。因为本发明利用了增益较高的集成运放电路作放大和比较，能反映被测电压mV量级的变化，由于体积所限和该类表计的精度不需要较高的分辨率，因此本发明作到反映被测电压0.5伏的变化是很容易的事。这一特点将更加优于不能准确读出被测数数值的所有测电笔之类的测电工具。在家用电气普及的今天，家家备上一支，能及时了解电源的变化对家电造成的影响，测量体温和室温，备一支多用型会更受欢迎。因此，本发明的社会效益将是积极的。

此外，电压测量不需内附电池，所需电源取自被测电路，这一特点要求被测电路有一定负载能力（10mA左右），据此可以区分被测电路是感应虚电压，还是有负载能力的电源电路由于被测值是电位刻度标示，当表笔或测温探头离开被测体以后，只要不再拨动电位旋钮，被测值将永远住留，实现了记忆功能。利用这一特点设计的YSDYJ-Ⅲ型电压温度计，能记下准时温度，不受以后时间和温度变化的影响，这也优于一般温度计。

使用说明：

YSDYJ-Ⅰ型笔形区段交流电压计，笔体有上、中、下三个发光二极管，及一个读数窗口，上管亮表示被测电压高于读数;下管亮表示被测电压低于读数;中管亮表示读数即被测值。YSDYJ-Ⅱ型有五个发光二极管，所不同的是，靠近前端的二只发光二极管用以区别被测电压是交、直流及正负性。左边管亮表示被测电压是交流。YSDYJ-Ⅲ型交流电压温度计，与以上所不同的是测温度时使用测温传感探头，插头插入笔后端插口，内部电源自动接通，探头放到被测位置，在读数窗口有两排读数，这时看温度标值℃，经过一段时间，调整电位器，被测值二极管能稳定显示时，窗口温度读数即被测值。

附图1-1材料表

Claims

1、本发明是一外形如测电笔、而功能和作用如电压表附加温度计的测量装置，其特征是：一个背面半边凹形的塑料外壳，凹形里放置测笔及引线，外壳前端有一锁入和可按键释放的测针，一侧是按键、可旋动的电位器盘、带动在正面读数窗口显示被测值的内部滑动刻度尺，通过窗口发光二极管的显示对照，在窗口内读取测量值。

2、按权利要求1规定的测量装置，本发明根据不同的测量要求，设计了不同功能特征的三种型号的YSDYJ笔形区段电压计，YSDYJ-Ⅰ型的功能特征是：可以测量160-240V区段的交流电压，YSDYJ-Ⅱ型的功能特征是：可以测量200-450V区段的交直流电压，YSDYJ-Ⅲ型的功能特征是：可以测量160-240V区段的交直流电压和-30℃-+50℃的温度。

3、按权利要求1和2规定的测量装置设计的YSDYJ-Ⅰ型笔形区段电压计，其电路特征是：被测量交流电压经C₁电容降压、D_1-4桥式整流、在LM4324四运放集成电路中的A₁输入端与R_1-6差动网络中一稳定电压比较，其输出经D₅、R_F8、C₂滤波与R_9-11的分压值比较，通过LM324的A₂、A₃、A₄驱动D_6-8发光二极管作平衡显示，并与W_X电位器分压值对照读取测量值。

4、按权利要求1和2规定的测量装置设计的YSDYJ-Ⅱ型笔形区段电压计，其电路特征是：被测量输入交流或直流电压经数支1W稳压二极管在回路中相互反接，组成250或500伏的不过热降压电路到D_1-4桥式整流，但桥中D₁和D₃用发光二极管做交、直流和直流正负电源的区别显示，在其后接有交直流转换开关K₁和补正电阻R₅。

5、权利要求1和2规定的测量装置设计的YSDYJ-Ⅲ型笔形区段电压计，其电路特征是：在YSDYJ-Ⅱ型电路基础是增加了电池电源及微动开关和温度传感器及插口电路。