CN107667297A - 测试装置 - Google Patents

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Abstract

一种测试装置，包括：壳体，包括指示器；第一测试探针，被配置成适于插入到交流(AC)电插座中；第二测试探针，被配置成适于插入到通用串行总线(USB)插座中；第一测试电路，位于所述壳体中，以及第二测试电路，位于所述壳体中。所述第一测试电路电连接到所述第一测试探针，并且被配置成从所述交流电插座接收交流电压；对所述交流电压执行第一测试；以及基于所述第一测试，而将第一信号输出到所述指示器。所述第二测试电路电连接到所述第二测试探针，并且被配置成：从所述通用串行总线插座接收通用串行总线电压；对所述通用串行总线电压执行第二测试；以及基于所述第二测试，而将第二信号输出到所述指示器。

Description

测试装置
相关申请
本专利申请要求于2015年3月18日递交的申请号为62/134,649的美国临时申请、于2015年3月18日递交的申请号为62/134,650的美国临时申请、于2015年3月18日递交的申请号为62/134,651的美国临时申请以及于2016年1月28日递交的申请号为62/287,988的美国临时申请的优先权，现通过引用将以上专利文件的全部内容并入本文中。
背景技术
本发明涉及一种测试装置。
发明内容
本文中描述的本发明涉及一种测试装置，所述测试装置用于测试插座、插口、和/电线。在一个实施方式中，本发明提供一种测试装置，包括：壳体，所述壳体包括指示器、第一测试探针、第二测试探针、位于壳体内的第一测试电路和位于壳体内的第二测试电路。第一测试探针连接到所述壳体，并且被配置成适于插入到交流(AC)电插座中。第二测试探针连接到所述壳体，并且被配置成适于插入到通用串行总线(USB)插座中。第一测试电路电连接到所述第一测试探针，并且被配置成：经由所述第一测试探针从所述交流电插座接收交流电压；对所述交流电压执行第一测试；以及基于所述第一测试，而将第一信号输出到所述指示器。第二测试电路电连接到所述第二测试探针，并且被配置成：经由所述第二测试探针从所述通用串行总线插座接收通用串行总线电压，对所述通用串行总线电压执行第二测试；以及基于所述第二测试，而将第二信号输出到所述指示器。
在另一实施方式中，本发明提供了一种测试交流(AC)电压和通用串行总线(USB)电压的方法。所述方法包括以下步骤：经由第一输入，接收所述交流电压；经由第二输入，接收所述通用串行总线电压。所述方法还包括：对所述交流电压执行第一测试；对所述通用串行总线电压执行第二测试。所述方法还包括：基于所述第一测试，将第一信号输出到指示器；以及基于所述第二测试，将第二信号输出到指示器。
通过考虑详尽说明和附图，本发明的其他方面将变得显而易见。
附图说明
图1A示出了根据本发明一个实施方式的处于第一配置中的测试装置。
图1B示出了处于第二配置中的图1A的测试装置。
图2A示出了根据本发明另一实施方式的处于第一配置中的测试装置。
图2B示出了处于第二配置中的图2A的测试装置。
图2C示出了图2A中的测试装置从图2A中的第一配置过渡到图2B中的第二配置。
图3A示出了根据本发明另一实施方式的处于第一配置中的测试装置。
图3B示出了根据本发明另一实施方式的处于第二配置中的图3A的测试装置。
图3C示出了根据本发明另一实施方式的处于第三配置中的图3A的测试装置。
图4示出了根据本发明一个实施方式的测试装置的框图。
图5示出了根据本发明一些实施方式的交流(AC)测试电路的电路图。
图6示出了根据本发明一些实施方式的USB测试电路的电路图。
图7示出了根据本发明一些实施方式的容纳在壳体中的图5的交流测试电路和图6的USB测试电路。
图8示出了根据本发明另一实施方式的测试装置。
图9示出了用于图8的测试装置的控制器。
图10示出了用于操作图8的测试装置的过程。
图11示出了根据本发明另一实施方式的测试装置。
图12示出了图11的测试装置，所述测试装置具有彼此分开的发送器单元和接收器单元。
图13示出了根据本发明一个实施方式的用于图12的发送器单元的控制器。
图14示出了根据本发明一个实施方式的用于图12的接收器单元的控制器。
图15示出了用于操作图11的测试装置的过程。
在详细地阐述本发明的任何实施方式之前，需要理解的是，本发明的应用不限于在以下说明中提出或者在以下附图中示出的组件结构和布置细节。本发明能够有其他实施方式并且可以多种方式实践或者执行。
具体实施方式
图1A和图1B示出了根据本发明第一实施方式的测试装置100。测试装置100包括主壳体105、可旋转的探针壳体110、凹部115、多个指示器120(例如，LED)、交流测试探针125、以及USB测试探针130。主壳体105可操作或者被配置以被用户抓握，并且交流测试探针125或者USB测试探针130可被插入到插座或者插口中，以便执行一种或者多种测试。例如，当交流测试探针125插入到交流电插口中时，测试装置100可操作或者被配置成针对与插口相关的多个故障条件进行测试。故障条件包括无接地、中性线未接、火线未接、火线/地线反接、火线中性线反接等。测试装置100评估插口布线以识别故障条件。如果识别到故障条件，则指示器120被相应亮起。例如，一个或多个指示器120亮起以指示每一种类型的潜在故障。指示器120还可以亮起以指示插口被适当地布线并且未识别出故障。
在一些实施方式中，指示器120可以伴随有(或者替代有)声音指示器，该指示器产生指示检测到的故障条件的音调(或者一定序列的音调)。在一些实施方式中，测试装置200操作以测试交流电插口，该操作以类似于在专利号为5,625,285、名称为“AC POWER OUTLETGROUND INTEGRITY AND WIRE TEST CIRCUIT DEVICE”的美国专利中公开的插口测试器的方式而进行的操作，该专利申请的全部内容通过引用并入本文。尽管示出的是适用于美国的三插脚交流插头，但在其他实施方式中，交流测试探针125可以为欧洲交流插头(例如，在大约230V下使用的、遵循CEE标准的两销或者三销插头)。
USB测试探针130可操作或者被配置成检测USB电压(例如，大约5V的直流，大约12V的直流、大约20V的直流等)是否存在于USB插口或者插座。尽管示出为被配置成插入到USB1.x(例如，USB1.0)、USB2.0、或者USB3.x(例如，USB3.0)的插座中，但是在其他实施方式中，USB测试探针130可被配置成插入到多种USB插座中，包括但不限于USB A型插座、USB B型插座、USB C型插座、min-A插座、mini-AB插座、micro-AB插座、micro-B插座、micro-B超速插座、mini-B插座、以及UC-E6插座。USB电压在插座处的存在指示了存在足够的电压以利用插座为USB装置充电。USB电压可以利用例如分压器电路、比较器等进行检测。
凹部115的尺寸被设置成能够容纳交流测试探针125或者USB测试探针130(当任一测试探针位于凹部115中的未使用位置时(例如，不能够被插入到对应的插座中))。探针壳体110可旋转地联接到主壳体105(例如，以类似于图2C中示出的方式)。交流测试探针125和USB测试探针130被安装到探针壳体110或者与探针壳体110一体成型。在一些实施方式中，探针壳体110能够相对于主壳体105旋转360°。在其他实施方式中，探针壳体110能够相对于主壳体105旋转小于360°。例如，探针壳体110可相对于主壳体105旋转大约180°，以在交流测试探针125和USB测试探针130处于使用位置(例如，能够被插入到对应的插座中)和处于未使用位置之间进行切换。探针壳体110和/或主壳体105可以包括用于限制或者阻止探针壳体110相对于主壳体105旋转(例如，以防止电线在测试装置100内缠绕或者扭转在一起)的一个或多个凹部或者凸缘。在一些实施方式中，探针壳体110使用过盈配合或者摩擦配合以将交流测试探针125或者USB测试探针130固定在使用位置中。克服过盈配合或者摩擦配合所需的力足够高以防止探针壳体110在不受到外力的情况下(例如，来自用户)相对于主壳体105旋转。
图2A和图2B示出了根据本发明第二实施方式的测试装置200。测试装置200包括主壳体205、可旋转的探针壳体220、凹部215、多个指示器220、交流测试探针225、以及USB测试探针230以及接地故障电流中断(“ground fault circuit interrupt，GFCI”)测试按钮235。主壳体205可操作或者被配置以被用户抓握，并且交流测试探针225或者USB测试探针230可被插入到插座或者插口中，以便执行一种或者多种测试。例如，当交流测试探针225插入到交流电插口中时，测试装置200可操作或者被配置成针对与插口相关的多个故障条件进行测试。故障条件包括无接地、中性线未接、火线未接、火线/地线反接、火线中性线反接等。测试装置200评估插口布线以识别故障条件。如果识别到故障条件，则指示器220被相应亮起。例如，一个或多个指示器220亮起以指示每一种类型的潜在故障。指示器220还可以亮起以指示插口被适当地布线并且未识别出故障。在一些实施方式中，指示器220可以伴随有(或者替代有)声音指示器，该指示器产生指示检测到的故障条件的音调(或者一定序列的音调)。在一些实施方式中，测试装置200操作以测试交流电插口，该操作以类似于专利号为5,625,285、名称为“AC POWER OUTLET GROUND INTEGRITY AND WIRE TEST CIRCUITDEVICE”的美国专利中公开的插口测试器的方式而进行的操作，该专利申请的全部内容已通过引用并入本文中。尽管示出的是适用于美国的三插脚交流插头，但在其他实施方式中，交流测试探针225可以为欧洲交流插头(例如，在大约230V下使用的、遵循CEE标准的两销或者三销插头)。
USB测试探针230可操作或者被配置成检测USB电压(例如，5V直流)是否存在于USB插座或者插口。在一些实施方式中，检测USB电压是否存在于USB插座或者插口包括确定USB电压是否在一定范围内。在该实施方式中，该范围可以为大约4.75V的直流到5.25V的直流。USB电压在插座处的存在指示了存在足够的电压以利用插座为USB装置充电。USB电压可以利用例如分压器电路、比较器等进行检测。
GFCI测试按钮235用于启动GFCI测试。在确保被供电的插口适当地布线之后，交流测试探针225可以插入到GFCI插口中。用户然后可以启动GFCI测试按钮235。如果GFCI插口正常地操作，则GFCI测试应当使得插口处于关闭状态中。在一些实施方式中，测试装置200操作以测试GFCI插口，该操作以类似于在专利号为5,642,052、名称为“HAND-HELD TESTERFOR RECEPTACLE GROUND FAULT CIRCUIT INTERRUPTERS”的美国专利中公开的插口测试器的方式而进行的操作，该专利申请的全部内容通过引用并入本文。
凹部215的尺寸被设置成能够容纳交流测试探针225或者USB测试探针230(当任一测试探针位于凹部215中的未使用位置时(例如，不能够被插入到对应的插座中))。如图2C所示，探针壳体210可旋转地联接到主壳体205。交流测试探针225和USB测试探针230被安装到探针壳体210或者与探针壳体210一体成型。在一些实施方式中，探针壳体210能够相对于主壳体205旋转360°。在其他实施方式中，探针壳体210能够相对于主壳体205旋转小于360°。例如，探针壳体210可相对于主壳体205旋转大约180°，以在交流测试探针225和USB测试探针230处于使用位置(例如，能够被插入到对应的插座中)和未使用位置之间进行切换。探针壳体210和/或主壳体205可以包括限制或者阻止探针壳体210相对于主壳体205旋转(例如，以防止电线在测试装置200内缠绕或者扭转在一起)的一个或多个凹部或者凸缘。在一些实施方式中，探针壳体210使用过盈配合或者摩擦配合以将交流测试探针225或者USB测试探针230固定在使用位置中。克服过盈配合或者摩擦配合所需的力足够高以防止探针壳体210在不受到外力的情况下(例如，来自用户)相对于主壳体205旋转。
图3A-图3C示出了根据本发明另一实施方式的测试装置300。测试装置300包括主壳体305、可旋转的探针壳体310、凹部315、指示器320a-320d、交流测试探针325、USB测试探针330(图3B和图3C)以及GFCI测试按钮335。主壳体305可操作以被用户抓握。在一些实施方式中，交流测试探针325或者USB测试探针330可被插入到插座或者插口中，以便执行一种或者多种测试(类似于以上针对测试装置100/200所述的)。在一些实施方式中，如在下文中更详尽地描述的，指示器320a-320d被配置成向用户输出对应于利用交流测试探针325执行的一个或多个测试的指示，而指示器320d被配置成输出对应于利用USB测试探针330执行的一个或多个测试的指示。尽管示出的是适用于美国的三插脚交流插头，但在其他实施方式中，交流测试探针325可以为欧洲交流插头(例如，在大约230V下使用的、遵循CEE标准的两销或者三销插头)。
图3A示出了处于第一(或闭合)配置中的测试装置300。在第一配置中，可旋转的探针壳体310位于凹部315中，并因此处于未使用位置中(例如，不能够被插入到对应的插座中)。在第一配置中，仍然可以使用交流测试探针325(例如，能够被插入到对应的插座中以用于测试)。类似于测试装置100/200，探针壳体310和/或主壳体305可以包括限制或者阻止探针壳体310旋转离开凹部315的一个或多个凹部或者凸缘。在一些实施方式中，探针壳体310使用过盈配合或者摩擦配合以将探针壳体310固定在凹部315中。克服过盈配合或者摩擦配合所需的力足够高以防止探针壳体310在不受到外力的情况下(例如，来自用户)相对于主壳体305旋转。
图3B示出了处于第二(或打开)配置中的测试装置300。在第二配置中，可旋转的探针壳体310被定位成离开凹部，并因此处于使用位置(例如，能够被插入到对应的插座中)。在第二配置中，可以使用交流测试探针325或者USB测试探针330。图3C示出了处于第三(或者中间)配置中的测试装置300。当处于第三配置中时，可旋转的探针壳体310位于第一配置和第二配置之间。
图4示出了与图1A和图1B的测试装置100、图2A和图2B的测试装置200或者与图3A-图3C的测试装置300相关联的控制器400。控制器400电性地和/或可通信地连接到测试装置100/200/300的多个不同模块或者组件。例如，所示的控制器400被连接到用户输入模块410、电源模块415、一个或多个指示器120/220/320、交流测试探针125/225/325、以及USB测试探针130/230/330。控制器400包括硬件和软件的组合，这些硬件和软件可操作或者被配置成控制测试装置的操作、致动一个或多个指示器120/220/320(例如，LED)等。
在一些实施方式中，控制器400包括多个电性和电子组件，这些电性和电子组件给控制器400和/或测试装置100/200/300内的组件和模块提供电力、操作控制、以及保护。例如，控制器400除了其他部件外还包括处理单元430(例如，微处理器、微控制器、或者另一合适的可编程的装置)、存储器435、输入单元440、和输出单元445。处理单元430除了其他部件外还包括控制单元450、算法逻辑单元(“ALU”)455、以及多个寄存器460(在图4中示出为一组寄存器)，并且利用已知的计算机架构(例如，修改的哈佛架构、冯·诺依曼架构等)实施。处理单元430、存储器435、输入单元440、和输出单元445以及连接到控制器400的各种模块通过一个或多个控制和/或数据总线(例如，公共总线465)连接。出于说明的目的，在图4中一般地示出了控制和/或数据总线。在考虑了在本文中对于本发明的描述，本领域的技术人员将了解用于在各种模块和组件之间互连和通信的一个或多个控制和/数据总线的用途。
例如，存储器435包括程序存储区域和数据存储区域。程序存储区域和数据存储区域可以包括不同类型的存储器的组合，例如，只读存储器(“ROM”)，随机存取存储器(“RAM”)(例如，动态RAM[“DRAM”]，同步DRAM[“SDRAM”]等)，电可擦除可编程只读存储器(“EEPROM”)，闪存，硬盘，SD卡或其它合适的磁，光，物理或电子存储设备。处理单元430连接到存储器435并且执行软件指令，这些软件指令能够被存储在存储器435的RAM(例如，在执行期间)，存储器435的ROM(例如，在基本上永久的基础上)或另一个非暂时的计算机可读介质，例如另一个存储器或盘。在实施测试装置100/200中包括的软件可以存储在控制器400的存储器435。该软件包括例如固件、一个或多个应用程序，程序数据，过滤器，规则，一个或多个程序模块和其他可执行指令。控制器400可操作或者被配置成从存储器中获取并且执行(除了其他事项外)与本文中描述的控制程序和方法相关的指令。在其他结构中，控制器400包括额外的、较少的或者不同的组件。在一些实施方式中，控制器400在半导体(例如，现场可编程门阵列[“FPGA”]半导体)芯片上部分地或者完全地实施，作为专用集成电路(“ASIC”)或仅使用无源和有源电气和电子部件(例如，不使用处理器)实施。
电源模块415将标称直流电压供应到控制器400或者测试装置100/200/300的其他组件或者模块。电源模块415还可操作或者被配置成供应较低的电压以操作控制器400或者测试装置100/200/300内的电路和组件。在一些实施方式中，在控制器400或者测试装置100/200/300内的其他组件或者模块由一个或多个电池或者电池组供电。在其他实施方式中，控制器400或者在测试装置100/200/300内的其他组件或者模块利用通过交流测试探针125/225/325或者USB测试探针130/230/330接收的电力供电。
用户输入模块410用于控制测试装置100/200的操作。在一些实施方式中，用户输入模块410包括实现用于实现对测试装置100/200所期望的控制和监控水平所需的数字和模拟输入或者输出装置的组合。例如，用户输入模块410可以包括显示器，触摸屏显示器或一个或多个旋钮，转盘，开关，按钮等。在一些实施方式中，用户输入模块410与一个或多个指示器405(例如，LED、扬声器等)以一起被控制，以提供对测试装置100/200/300的状态或者条件的视觉或者声音的指示。在一些实施方式中，用户输入模块410包括GFCI测试按钮135/235/335。
图5示出了根据本发明的一些实施方式的USB测试电路500的电路图，USB测试电路500包括输入505、第一操作放大器510、第二操作放大器515、和一个或多个指示器520。输入505电连接到USB测试探针130/230/330，并且当USB测试探针130/230/330插入到各个USB插口中时接收USB电压。在操作时，第一操作放大器510和第二操作放大器515被配置成接收USB电压并且当USB电压处于一定范围内时给指示器520供电。在一些实施方式中，该范围从大约4.75V的直流到大约5.25V的直流。如果USB电压在该范围外(例如，低于大约4.75V的直流或者高于大约5.25V的直流)，则指示器520不被供电。该实施方式不需要使用外部电源(例如，电池)。反而，所示出的实施方式利用所接收的USB电压给指示器520供电。在一些实施方式中，电阻器R1-R7的电阻值和齐纳二极管D2的击穿电压可以被改变，以便控制该范围值，其中在该范围值内指示器520可以被致动。在一些实施方式中，指示器520对应于指示器120中的一者(图1A和图IB),指示器220中的一者(图2A和2B)或者指示器320d(图3A-图3C)。
图6示出了根据本发明的一些实施方式的交流测试电路600的电路图。交流测试电路600包括火线(或者正极)输入605、接地输入610、中性线输入615、GFCI测试开关620、一个或多个指示器625a、一个或多个指示器625b、和一个或多个指示器625c。在一些实施方式中，正极输入605、接地输入610、和中性线输入615对应于交流测试探针125/225/325的三个插脚。在一些实施方式中，GFCI测试开关620通过用户按压GFCI测试按钮135/235/335而被致动。在一些实施方式中，指示器625对应于指示器120中的一者(图1A和图IB),指示器220中的一者(图2A和图2B)或者指示器320d(图3A-图3C)。
在操作时，交流测试电路600被配置成执行多种测试。该测试包括但不限于一个或多个故障测试、GFCI测试、以及电阻测试。一个或多个故障测试可以包括但不限于无接地、中性线未接、火线未接、火线/地线反接、火线中性线反接等。在操作时，指示器625相应地被致动以向用户提供电插口的状态和任何故障的检测的指示。
GFCI测试模拟电插口(例如，GFCI电插口)中的接地故障。为了执行GFCI测试，用户按压GFCI测试按钮135/235/335，其闭合GFCI测试开关620。GFCI测试开关620的闭合在正极输入605和接地输入610之间形成闭合电路，由此模拟了接地故障条件。如果电插口正常地操作，则当检测到接地故障条件时，到电插口的电力将被切断，而这将经由指示器625指示给用户。
电阻测试用于确定在接地输入610和中性线输入615之间是否有预定量的电阻。在一些实施方式中，预定电阻为大约7欧姆。如果电阻等于预定量的电阻，则指示器625相应地被致动。如果电阻不等于预定量的电阻，则指示器625相应地被致动。
图7为示出了容纳在主壳体105/205/305和/或探针壳体110/220/320内的USB测试电路500和交流测试电路600的框图。在一些实施方式中，USB测试电路500和交流测试电路600通过物理隔离650而彼此电隔离。在该实施方式中，该物理隔离可以至少大约8mm。
图8示出了测试装置700，其包括主体705、控制杆710、显示器715、第一夹持部720、第二夹持部725、电线容纳区域730、正极输入端子735、负极输入端子740、电源按钮745、以及保持按钮750。在一些实施方式中，测试装置700为钳表。
测试装置700可操作或者被配置成测量例如电压、电流、电阻、连续性等。电压、电阻、连续性利用正极输入端子735和负极输入端子740测量(例如，具有附接到电缆的远端的探针的香蕉电缆可以电连接到正极输入端子735和正极输入端子740)。测量的结果显示在显示器715上。电源按钮745可操作或被配置成将测试装置700启动或者关闭。保持按钮750可操作或者被配置成将特定测量保持在显示器715上(即，防止测试值被新的值更新)。
控制杆710可操作或者被配置成可选择地打开或闭合第一夹持部720和第二夹持部725，以使得电线容纳区域730能够容纳用于电流测量的导体(例如，电线)。在一些实施方式中，控制杆710连接到(或者与其集成)第一夹持部720，并且在按压控制杆710时，第一夹持部720可相对于第二夹持部725枢转。在其他实施方式中，按压控制杆710使得第一夹持部720和第二夹持部725相对于彼此枢转。
如图8所示，测试装置710不包括模式选择转盘或者按钮。反而，测试装置700基于例如在正极端子735和负极端子740处的输入，控制杆710的按压等来自动选择测量模式。在一些实施方式中，测试装置700可操作以测量电参数(例如，电压、电流、电阻、连续性等)，该方式类似于美国专利号为8,274,273、名称为“TEST AND MEASUREMENT DEVICE WITH APISTOL-GRIP HANDLE”的美国专利中公开的钳表的方式，该专利的全部内容通过引用并入本文。
图9示出了与图8的测试装置700相关的控制器800。控制器800电性地和/或可通信地连接到测试装置700的多个不同模块或者组件。例如，所示的控制器800连接到一个或多个指示器805、用户输入模块810、电源输入模块815、一个或多个传感器820、和控制杆开关825(其接着连接到控制杆710)。控制器800包括硬件和软件的组合，这些硬件和软件可操作或者被配置成控制测试装置700的操作、致动一个或多个指示器805(例如，LED)等。传感器820可操作或者被配置成测量多个电参数(或者产生相关的信号)，或者与控制器800一起执行与电参数相关的多个测试。例如，传感器820可用于测量电压、电流、电阻等。传感器820还可与控制器800一起使用以用于确定电压是否存在于正极输入端子735和负极输入端子740，连续性是否存在于电路等。
在一些实施方式中，控制器800包括多个电性和电子组件，该电性和电子组件给控制器800和/或测试装置700内的组件和模块提供电力、操作控制、以及保护。例如，控制器800除了其他部件外还包括处理单元830(例如，微处理器、微控制器、或者另一合适的可编程的装置)、存储器835、输入单元840、和输出单元845。除了其他部件外，处理单元830包括控制单元850、算法逻辑单元(“ALU”)855、以及多个寄存器860(在图9中示出为一组寄存器)，并且利用已知的计算机架构(例如，修改的哈佛架构、冯·诺依曼架构等)实施。处理单元830、存储器835、输入单元840、和输出单元845以及连接到控制器800的各种模块通过一个或多个控制和/或数据总线(例如，公共总线865)连接。出于说明的目的，在图9中一般地示出了控制和/或数据总线。在考虑了在本文中对于本发明的描述，本领域的技术人员将了解用于在各种模块和组件之间互连和通信的一个或多个控制和/数据总线的用途。
存储器835包括例如程序存储区域和数据存储区域。程序存储区域和数据存储区域可以包括不同类型的存储器的组合，例如，只读存储器(“ROM”)，随机存取存储器(“RAM”)(例如，动态RAM[“DRAM”]，同步DRAM[“SDRAM”]等)，电可擦除可编程只读存储器(“EEPROM”)，闪存，硬盘，SD卡或其它合适的磁，光，物理或电子存储设备。处理单元830连接到存储器835并且执行软件指令，这些软件指令能够被存储在存储器835的RAM(例如，在执行期间)，存储器835的ROM(例如，在基本上永久的基础上)或另一个非暂时的计算机可读介质，例如另一个存储器或盘。在实施测试装置700中包括的软件可以存储在控制器800的存储器835。该软件包括例如固件、一个或多个应用程序，程序数据，过滤器，规则，一个或多个程序模块和其他可执行指令。控制器800能够或者被配置成从存储器中获取并且执行(除了其他事项)与本文中描述的控制程序和方法相关的指令。在其他结构中，控制器800包括额外的、较少的或者不同的组件。在一些实施方式中，控制器800在半导体(例如，现场可编程门阵列[“FPGA”]半导体)芯片上部分地或者完全地实施，作为专用集成电路(“ASIC”)或仅使用无源和有源电气和电子部件(例如，不使用处理器)实施。
电源模块815将标称直流电压供应到控制器800或者测试装置700的其他组件或者模块。电源模块815还可操作或者被配置成供应较低的电压以操作控制器800或者测试装置700内的电路和组件。在一些实施方式中，控制器800或者测试装置700内的其他组件或者模块由一个或多个电池或者电池组供电。
用户输入模块810用于控制测试装置700。例如，用户输入模块810可操作地连接到控制器800以控制测试装置700和/或观看测量的结果。用户输入模块810可以包括实现对于测试装置700所期望的控制和监控水平所需的数字和模拟输入或者输出装置的组合。例如，用户输入模块810可以包括输入装置，例如触摸屏显示器、一个或多个旋钮，转盘，开关，按钮等。该显示器例如为液晶显示器(“LCD”)，发光二极管(“LED”)显示器，有机LED(“OLED”)显示器，电致发光显示器(“ELD”)，表面传导电子发射器显示器(“SED”)，场致发射显示器(“FED”)，薄膜晶体管(“TFT”)LCD等。在一些实施方式中，用户输入模块810与一个或多个指示器805(例如，LED、扬声器等)一起被控制，以提供对测试装置700的状态或者条件的视觉或者声音的指示。
图10为根据本发明的一个实施方式的用于操作测试装置700的过程900。在本文中针对过程900而描述的各个步骤能够同时、平行或者以不同于示出的执行顺序而执行。过程900还能够利用比所示的实施方式中显示的较少的步骤来执行。
当操作测试装置700时，控制器800首先确定电压是否存在于正极输入端子735和负极输入端子740(步骤905)。如果电压存在于步骤10，则控制器800测量正极输入端子735和负极输入端子740之间的电压(步骤915)。所测得的电压值然后被显示在显示器715中(步骤920)，且过程900返回到步骤910以再次确定电压是否存在于正极输入端子735和负极输入端子740。在一些实施方式中，只要电压存在于端子735和740，则过程900的步骤910、915和920将重复。
如果在步骤910，没有电压存在于正极输入端子735和负极输入端子740，则控制器800为连接在正极输入端子735和负极输入端子740之间的电路执行连续性测试(步骤925)。如果在步骤930连续性是存在的，则控制器800测量电路的电阻(步骤935)，且所测得的电阻值将显示在显示器715上(步骤940)。过程900然后返回到步骤910以再次确定电压是否存在于正极输入端子735和负极输入端子740。
如果在步骤930不存在连续性，则无连续性的指示将显示在显示器715(步骤945)且控制器800确定控制杆710是否被按压(步骤950)。控制器800基于从控制杆开关825接收的信号而确定控制杆710是否被按压(控制杆开关825将信号提供给控制器以指示控制杆710被按压)。在一些实施方式中，控制杆开关825不断地提供信号到控制器800并且仅仅当控制器710被按压时不提供信号到控制器800。如果在步骤950，控制杆710不被按压，则过程300返回到步骤910以再次确定电压是否存在于正极输入端子735和负极输入端子740。如果在步骤950，控制杆710被按压，则控制器800利用第一夹持部720和第二夹持部725测量电流值。如果电线容纳区域730中无电线或者导体，则检测或者测量不到电流。如果电线或者导体存在于电线容纳区域730中，并且传导电流，则可检测和测量到电流。然后，所测得的电流值显示在显示器715(步骤960)。在所测得的电流值显示在显示器715之后，控制器800再次确定电压是否存在于正极输入端子735和负极输入端子740(步骤965)。如果没有电压存在，则控制器800将利用第一夹持部720和第二夹持部725而继续测量(步骤955)和显示(步骤960)电流。如果在步骤965，电压存在于正极输入端子735和负极输入端子740，则过程900返回到步骤915并且测量在正极输入端子735和负极输入端子740之间的电压。
图11示出了测试装置1000，其包括接收器单元1005、发送器1010、探针部1015、电源按钮1020、指示器1025、和接地故障电路中断器(“GFCI”)测试按钮1030。在一些实施方式中，测试装置1000为电路跟踪器。
如图12所示，当接收器1005与发送器1010分离时，交流测试探针1035可接近。在一些实施方式中，发送器1010装备有一个或多个附件，例如，灯泡插座、线夹等，以允许发送器1010测试额外的电路。接收器1005包括对应的凹部，以当接收器单元和发送器单元1010彼此联接时容纳交流测试探针1035的插脚。电源按钮1020可操作或者被配置成选择地启动或者关闭电路跟踪器。在一些实施方式中，电源按钮使得接收器单元1005和发送器单元1010进入关闭状态中。在其他实施方式中，电源按钮1020使得接收器单元1005进入到关闭状态中，并且发送器单元1010包括用于使得发送器单元1010进入到关闭状态中的第二电源按钮。探针部1015包括天线，其允许接收器单元检测电信号(例如，交流电压信号)。如果接收器单元1005检测到电信号(例如，为特定频率、在一定范围的频率内、以非0频率等的电信号)，则指示器1025被致动。在一些实施方式中，指示器1025为LED。
在一些实施方式中，当交流测试探针1035被插入到交流电插口时，发送器单元1010还可操作或者被配置成针对与插口相关的多个故障条件进行测试。故障条件包括无接地、中性线未接、火线未接、火线/地线反接、火线中性线反接等。发送器单元1010评估插口布线以识别故障条件。如果识别到故障条件，则一个或多个指示器可被相应地亮起。例如，一个或多个指示器被亮起以指示每一种类型的潜在故障。指示器还可被亮起以指示插口被适当地布线并且未识别出故障。在一些实施方式中，指示器可以伴随有(或者被替代成)声音指示器，该声音指示器产生音调(或者一定序列的音调)以指示出检测到的故障条件。在一些实施方式中，发送器单元1010可操作以测试交流电插口，该操作以类似于美国专利号为5,625,285、名称为“AC POWER OUTLET GROUND INTEGRITY AND WIRE TEST CIRCUITDEVICE”的美国专利中公开的插口测试器的方式而进行的操作，该专利申请的全部内容通过引用并入本文。
GFCI测试按钮1030用于启动GFCI测试。在确保被供电的插口被适当布线之后，交流测试探针1035可以插入到GFCI插口中。用户然后可以启动GFCI测试按钮1030。如果GFCI插口正常地操作，则GFCI测试应当使得插口处于关闭状态中。在一些实施方式中，测试装置1010可操作以测试GFCI插口，该操作以类似于美国专利号为5,625,052、名称为“HAND-HELDTESTER FOR RECEPTACLE GROUND FAULT CIRCUIT INTERRUPTERS”的美国专利中公开的插口测试器的方式而进行的操作，该专利申请的全部内容通过引用并入本文。
图13示出了与测试装置1000的发送器单元1010相关的控制器1200。控制器1200电性地和/或可通信地连接到发送器单元1010的多个不同模块或者组件。例如，所示的控制器1200连接到一个或多个指示器1205、用户输入模块1210、电源输入模块1215、交流测试探针1035、以及无线通信模块1220。控制器1200包括硬件和软件的组合，这些硬件和软件可操作或者被配置成用于控制发送器单元1010的操作、致动一个或多个指示器(例如，LED)等。
在一些实施方式中，控制器1200包括多个电性和电子组件，该电性和电子组件给控制器1200和/或发送器单元1010内的组件和模块提供电力、操作控制、以及保护。例如，控制器1200除了其他部件外还包括处理单元1225(例如，微处理器、微控制器、或者另一合适的可编程的装置)、存储器1230、输入单元1235、和输出单元1240。处理单元1225除了其他部件外还包括控制单元1245、算法逻辑单元(“ALU”)1250、以及多个寄存器1255(在图13中示出为一组寄存器)，并且利用已知的计算机架构(例如，修改的哈佛架构、冯·诺依曼架构等)实施。处理单元1225、存储器1230、输入单元1235、和输出单元1240以及连接到控制器1200的各种模块通过一个或多个控制和/或数据总线(例如，公共总线1260)连接。出于说明的目的，在图13中一般地示出了控制和/或数据总线。在考虑了在本文中对于本发明的描述，本领域的技术人员将了解用于在各种模块和组件之间互连和通信的一个或多个控制和/数据总线的用途。
存储器1230包括例如程序存储区域和数据存储区域。程序存储区域和数据存储区域可以包括不同类型的存储器的组合，例如，只读存储器(“ROM”)，随机存取存储器(“RAM”)(例如，动态RAM[“DRAM”]，同步DRAM[“SDRAM”]等)，电可擦除可编程只读存储器(“EEPROM”)，闪存，硬盘，SD卡或其它合适的磁，光，物理或电子存储设备。处理单元1225连接到存储器1230并且执行软件指令，这些软件指令能够存储在存储器1230的RAM(例如，在执行期间)，存储器1230的ROM(例如，在基本上永久的基础上)或另一个非暂时的计算机可读介质，例如另一个存储器或盘。在实施发送器1010中包括的软件可以存储在控制器1200的存储器1230。该软件包括例如固件、一个或多个应用程序，程序数据，过滤器，规则，一个或多个程序模块和其他可执行指令。控制器1200可操作或者被配置成从存储器中获取并且执行(除了其他事项外)与本文中描述的控制程序和方法相关的指令。在其他实施方式中，控制器1200包括额外的、较少的或者不同的组件。在一些实施方式中，控制器1200在半导体(例如，现场可编程门阵列[“FPGA”]半导体)芯片上部分地或者完全地实施，作为专用集成电路(“ASIC”)或仅使用无源和有源电气和电子部件(例如，不使用处理器)实施。
无线通信模块1220可操作或者被配置成连接到无线网络并且通过无线网络通信。在一些实施方式中，该网络例如为广域网(“WAN”)(例如，基于TCP/IP的网络，蜂窝网络，例如全球移动通信系统[“GSM”]网络，通用分组无线业务[“GPRS”]网络，码分多址[“CDMA”]网络，演进数据优化[“EV-DO”]网络，用于GSM演进的增强数据速率[“EDGE”]网络，3GSM网络，4GSM网络，数字增强型无绳电信[“DECT”]网络，数字AMPS[“IS-136/TDMA”]网络或集成数字增强网络[“iDEN”]网络等)。在其他实施方式中，该网络例如为使用各种射频(“RF”)通信协议(如Wi-Fi，蓝牙，ZigBee等)的局域网(“LAN”)，邻域区域网络(“NAN”)，家庭区域网络(“HAN”)或个人区域网络(“PAN”)。
电源输入模块1215将标称直流电压供应到控制器1200或者发送器单元1010的其他组件或者模块。电源输入模块1215还可操作或者被配置成供应较低的电压以操作控制器1200或者发送器单元1010内的电路和组件。在一些实施方式中，控制器1200或者发送器单元1010内的其他组件或者模块由一个或多个电池或者电池组供电。在其他实施方式中，控制器1200或者发送器单元1010内的其他组件或者模块利用通过交流测试探针1035接收的电力而被供电。
用户输入模块1210用于控制发送器单元1010的操作。在一些实施方式中，用户输入模块1210包括实现对于发送器单元1010所期望的控制和监控水平所需的数字和模拟输入或者输出装置的组合。例如，用户输入模块1210可以包括显示器，触摸屏显示器或一个或多个旋钮，转盘，开关，按钮等。在一些实施方式中，用户输入模块1210与一个或多个指示器1205(例如，LED、扬声器等)一起被控制，以提供对发送器单元1010的状态或者条件的视觉或者声音的指示。
图14示出了与测试装置1000的接收单元1005相关的控制器1300。控制器1300电性地和/或可通信地连接到接收单元1005的多个不同模块或者组件。例如，所示的控制器1300连接到一个或多个指示器1305、用户输入模块1310、电源输入模块1315、一个或多个传感器1315(例如，一个或多个天线等)、以及无线通信模块1320。控制器1300包括硬件和软件的组合，这些硬件和软件可操作或者被配置成用于控制接收单元1005的操作、致动一个或多个指示器1035(例如，LED)等。无线通信模块1320可通过网络(例如，前述网络之一)通信地连接到无线通信模块1220。
在一些实施方式中，控制器1300包括多个电性和电子组件，该电性和电子组件给控制器1300和/或接收单元1005内的组件和模块提供电力、操作控制、以及保护。例如，控制器1300除了其他部件外还包括处理单元1325(例如，微处理器、微控制器、或者另一合适的可编程的装置)、存储器1330、输入单元1335、和输出单元1340。处理单元1325除了其他部件外包括控制单元1345、算法逻辑单元(“ALU”)1350、以及多个寄存器1355(在图14中示出为一组寄存器)，并且利用已知的计算机架构(例如，修改的哈佛架构、冯·诺依曼架构等)实施。处理单元1325、存储器1330、输入单元1335、和输出单元1340以及连接到控制器1300的各种模块通过一个或多个控制和/或数据总线(例如，公共总线1360)连接。出于说明的目的，在图14中一般地示出了控制和/或数据总线。在考虑了在本文中对于本发明的描述，本领域的技术人员将了解用于在各种模块和组件之间互连和通信的一个或多个控制和/数据总线的用途。
存储器1330包括例如程序存储区域和数据存储区域。程序存储区域和数据存储区域可以包括不同类型的存储器的组合，例如，只读存储器(“ROM”)，随机存取存储器(“RAM”)(例如，动态RAM[“DRAM”]，同步DRAM[“SDRAM”]等)，电可擦除可编程只读存储器(“EEPROM”)，闪存，硬盘，SD卡或其它合适的磁，光，物理或电子存储设备。处理单元1325连接到存储器1330并且执行软件指令，其能够存储在存储器1330的RAM(例如，在执行期间)，存储器1330的ROM(例如，在基本上永久的基础上)或另一个非暂时的计算机可读介质，例如另一个存储器或盘。在实施接收单元中包括的软件可以存储在控制器1300的存储器1330。该软件包括例如固件、一个或多个应用程序，程序数据，过滤器，规则，一个或多个程序模块和其他可执行指令。控制器1300可操作或者被配置成从存储器中获取并且执行(除了其他事项外)与本文中描述的控制程序和方法相关的指令。在其他实施方式中，控制器1300包括额外的、较少的或者不同的组件。在一些实施方式中，控制器1300在半导体(例如，现场可编程门阵列[“FPGA”]半导体)芯片上部分地或者完全地实施，作为专用集成电路(“ASIC”)或仅使用无源和有源电气和电子部件(例如，不使用处理器)实施。
电源输入模块1315将标称直流电压供应到控制器1300或者接收单元1005的其他组件或者模块。电源输入模块1315还被配置成供应较低的电压以操作控制器1300或者接收单元1005内的电路和组件。在其他结构中，控制器1300或者接收单元1005内的其他组件或者模块由一个或多个电池或者电池组供电。
用户输入模块1310用于控制接收单元1005的操作。在一些实施方式中，用户输入模块1310包括实现对于接收单元1005所期望的控制和监控水平所需的数字和模拟输入或者输出装置的组合。例如，用户输入模块1310可以包括显示器，触摸屏显示器或一个或多个旋钮，转盘，开关，按钮等。在一些实施方式中，用户输入模块1310与一个或多个指示器1305(例如，LED、扬声器等)一起被控制，以提供对接收单元1005的状态或者条件的视觉或者声音的指示。
图15为用于操作测试装置1000的过程1400。在步骤1405，接收器单元1005和发送器单元1010彼此分离以暴露交流测试探针1035。发送器单元1010的交流测试探针1035被插入到交流电插口(步骤1410)。发送器单元1010产生测试信号，该信号沿着电线从交流电插口发送到断路器(步骤1415)。接收器单元1005用于检测在断路器处或者在断路器附近的测试信号(步骤1420)。具体地说，由发送器单元1010产生的测试信号以特定频率或者在限定范围频率内的一定频率产生。接收器单元1005的探针1015和控制器1300可操作或者被配置成检测在特定频率或者在限定范围频率内的一定频率的测试信号。当接收器单元1005检测到测试信号(在步骤1420)时，则指示器1025亮起以向用户提供该信号被检测到的指示(步骤1425)。
当检测测试信号时，指示器1025可能指示测试信号在两个或三个断路器(即，不只是单个断路器)的附近检测到。因此，对于哪一个断路器需要被断掉以使得插座断电存在不确定性。试错法将使得适当的断路器被断掉和交流电插口的电路被断电(步骤1430)。在交流电插口的电路被断电后，接收器单元1010停止发送测试信号，接收器单元1005停止接收测试信号，并且指示器1025被禁用以指示测试信号已经停止。
在电路断电(在步骤1430)后，用户验证交流电插口的电路事实上是否已经断电。例如，如果接收器单元1005出于不同的原因(例如，出现故障的传感器度数)而停止检测测试信号，则交流电插口可能仍通电。这样，在步骤1435，发送器单元1010通过尝试检测插口处的电压而确认交流电插口的电路已经断电。如果在插口处没有检测到电压，则发送器1010确认电路已经断电。发送器单元1010然后产生确认信号(步骤1440)并且将确认信号通过无线网络(例如，前述的无线网络之一)发送到接收器单元1005(步骤1445)。接收器单元1005从发送器单元1010接收确认信号(步骤1450)并且向用户提供交流电插口的电路已经断电的指示(步骤1455)。在一些实施方式中，该指示为指示器1025的一连串的致动和停止致动。
在过程1400的一些实施方式中，发送器单元1010连续地将信号通过无线通信链路发送到接收器单元1005，同时产生测试信号。当插口的电路断电时，测试信号和通过无线通信链路发送的信号停止，并且发送器单元1005可以提供插口已经断电的指示。在一些实施方式中，接收器单元1005包括安全特征以确保接收器单元在发送器单元1010的范围内，其可能模拟插口断电的结果。例如，接收器单元1005可以将信号发送到发送器单元1010，请求响应以确认通信链路。接收器单元1005还可以监控从接收器单元1010接收的信号的信号强度。如果信号强度弱或者在从接收器单元1010的信号的停止之前弱化，接收器单元1005可以指示其可能不在接收器单元1010的范围。
本发明除了其他方面外提供了一种用于测试插座、插口和/或电线的测试装置。在以下的权利要求书中提出了本发明的各种特征和优点。

Claims (20)

1.一种测试装置，包括：
壳体，包括指示器；
第一测试探针，连接到所述壳体，所述第一测试探针被配置成适于插入到交流电插座中；
第二测试探针，连接到所述壳体，所述第二测试探针被配置成适于插入到通用串行总线插座中；
第一测试电路，位于所述壳体中，所述第一测试电路电连接到所述第一测试探针，并且被配置成：
通过所述第一测试探针从所述交流电插座接收交流电压；
对所述交流电压执行第一测试；以及
基于所述第一测试，将第一信号输出到所述指示器；以及
第二测试电路，位于所述壳体中，所述第二测试电路电连接到所述第二测试探针，并且被配置成：
通过所述第二测试探针从所述通用串行总线插座接收通用串行总线电压；
对所述通用串行总线电压执行第二测试；以及
基于所述第二测试，将第二信号输出到所述指示器。
2.如权利要求1所述的测试装置，其中，所述第一测试包括选自包括以下几者的组中至少一者：未接地故障测试、火线未接故障测试、中性线未接故障测试、以及反接电线故障测试。
3.如权利要求1所述的测试装置，其中，所述第二测试包括确定：通用串行总线电压是否在一定的范围内。
4.如权利要求3所述的测试装置，其中，所述范围为大约4.75伏特到大约5.25伏特。
5.如权利要求1所述的测试装置，其中，所述第一测试电路和所述第二测试电路电隔离。
6.如权利要求1所述的测试装置，其中，所述壳体还包括主壳体和探针壳体。
7.如权利要求6所述的测试装置，其中，选自包括所述第一测试探针和所述第二测试探针的组的至少一者连接到所述探针壳体。
8.如权利要求6所述的测试装置，其中，所述探针壳体可旋转地连接到所述主壳体。
9.如权利要求6所述的测试装置，其中，所述探针壳体包括所述指示器。
10.如权利要求1所述的测试装置，其中，所述指示器包括第一发光二极管、第二发光二极管、第三发光二极管和第四发光二极管。
11.如权利要求10所述的测试装置，其中，
第一发光二极管、第二发光二极管、第三发光二极管对应于所述第一信号；以及
所述第四发光二极管对应于所述第二信号。
12.一种测试交流电压和通用串行总线电压的方法，所述方法包括：
经由第一输入，接收所述交流电压；
经由第二输入，接收所述通用串行总线电压；
对所述交流电压执行第一测试；
对所述通用串行总线电压执行第二测试；
基于所述第一测试，将第一信号输出到指示器；以及
基于所述第二测试，将第二信号输出到所述指示器。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述对所述交流电压执行第一测试的步骤包括：执行包括选自包括以下几者的组中至少一者：未接地故障测试、火线未接故障测试、中性线未接故障测试、以及反接电线故障测试。
14.根据权利要求12所述的方法，其中，所述对所述通用串行总线电压执行第二测试包括确定所述通用串行总线电压是否在一定的范围内。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述范围为大约4.75伏特到大约5.25伏特。
16.根据权利要求12所述的方法，其中，所述输出第一信号的步骤包括：致动指示器。
17.根据权利7要求12所述的方法，其中，所述输出第一信号的步骤包括：致动指示器。
18.根据权利要求12所述的方法，其中，执行所述第一测试和执行所述第二测试的步骤是经由控制器执行的。
19.根据权利要求12所述的方法，其中，执行所述第一测试的步骤是经由第一测试电路执行的；以及执行所述第二测试的步骤是经由第二测试电路执行的。
20.根据权利要求19所述的方法，其中，所述第一测试电路和所述第二测试电路电隔离。
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