CN110470894A - 非接触式感应测电笔 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种非接触式感应测电笔，其特征包括：4.5V直流电源、微电压检测和晶体管四级复合放大电路、声光电路。传统试电笔的试电探头必须直接接触带电金属体，使试电笔构成完整回路才能正常工作。本发明所述的非接触式感应测电笔则不需要直接接触带电物体即可正常工作，带电体可以是金属，也可以是带有静电的物体或非金属体。发明所述的非接触式感应测电笔既适合于检测80V以下的低电压，也适合于检测220V较高的交流电压，它的作用可完全替代传统电工用的试电笔。

Description

非接触式感应测电笔
技术领域
本发明属于电工技术与电子技术领域，是关于一种非接触式感应测电笔。
背景技术
常用试电笔构造由测电探头、限流电阻、氖管、金属弹簧和手触电极相互串联组成。测电探头与被测带电金属体接触时，手指必须接触手触电极才能构成回路，当被测金属体相对大地具有较高电压时，氖管启辉，表明被测金属体带电。但在实际上很多用电器金属外壳或金属构件带有一定电压，它对人体不构成触电危险。这种由用电器金属外壳感应产生的较低电压，一般电工用的试电笔不能识别低于80V的交流电压，这给判断用电器金属外壳是否漏电受到很大的局限。
另外，通常用试电笔去测试火线时，手指摸着试电笔的手触电极，总感觉很危险，且测火线时还需要将测电探头伸到插座孔中，总是感觉不安全。那么有什么方法能迅速判断出哪根是火线哪根是零线呢，而且测电探头不需要直接触裸露的电线。本发明所述的非接触式感应测电笔，它不仅电路非常简单，而且能实现隔空测试火线，是一种非接触式感应测电方式。
本发明所述的非接触式感应测电笔既适合于检测80V以下的低电压，也适合于检测电压较高的220V交流电，它的作用可完全替代传统电工用的试电笔。
以下详细说明本发明所述的非接触式感应测电笔在实施过程中所涉及的相关技术内容。
发明内容
发明目的及有益效果：传统试电笔的试电探头必须直接接触带电金属体，使试电笔构成完整回路才能正常工作。本发明所述的非接触式感应测电笔则不需要直接接触带电物体即可正常工作，带电体可以是金属，也可以是带有静电的物体或非金属体。发明所述的非接触式感应测电笔既适合于检测80V以下的低电压，也适合于检测220V较高的交流电压，它的作用可完全替代传统电工用的试电笔。
电路工作原理：日常使用的电力均是交流电，在输电线附近会有变化的电磁场，非接触式感应测电笔就是利用电磁感应和晶体管放大原理来制作的。它使用一只工字电感当做“探头”，感应探头L1的一端接NPN型晶体管VT1的基极，感应探头L1的另一端悬空，当感应探头L1靠近火线时可感应出微弱的电流，微弱的电流经过4只NPN型晶体管VT1～VT4复合放大后点亮发光二极管LED，同时驱动蜂鸣器HA发出蜂鸣声，电路回路是通过元件的分布电容构成。
电解电容C1的接入是为了缓解4.5V直流电源(电池组)动态供电负荷。为了减小测电笔的体积便于携带，选择电源时可选用纽扣电池，电路使用3V直流电源也能正常工作，只是发光二极管LED工作时亮度偏暗，蜂鸣器HA发出的声音偏小。
技术特征：非接触式感应测电笔包括4.5V直流电源、微电压检测和晶体管四级复合放大电路、声光电路，其特征在于：
微电压检测和晶体管四级复合放大电路：它由感应探头L1、4只NPN型晶体管VT1～VT4和电阻R1～R3组成，感应探头L1的一端接NPN型晶体管VT1的基极，感应探头L1的另一端空置，NPN型晶体管VT1的发射极通过电阻R1接NPN型晶体管VT2的基极，NPN型晶体管VT2的发射极通过电阻R2接NPN型晶体管VT3的基极，NPN型晶体管VT3的发射极通过电阻R3接NPN型晶体管VT4的基极，NPN型晶体管VT1的集电极、NPN型晶体管VT2的集电极和NPN型晶体管VT3的集电极及NPN型晶体管VT4的集电极接电路正极VCC，NPN型晶体管VT4的发射极接声光电路；
声光电路：它由发光二极管LED和蜂鸣器HA组成，NPN型晶体管VT4的发射极接发光二极管LED的正极和蜂鸣器HA的正极，发光二极管LED的负极和蜂鸣器HA的负极接电路地GND；
4.5V直流电源正极接电路正极VCC，4.5V直流电源负极接电路地GND，电解电容C1的正极接电路正极VCC，电解电容C1的负极接电路地GND。
附图说明
附图1是本发明提供一个非接触式感应测电笔的实施例电路工作原理图。
具体实施方式
按照附图1所示的非接触式感应测电笔电路工作原理图和附图说明，并按照发明内容所述的各部分电路中元器件之间连接关系，以及实施方式中所述的元器件技术参数要求和电路制作要点进行实施即可实现本发明，以下结合实施例对本发明的相关技术作进一步的描述。
元器件的技术参数及其选择要求
VT1～VT4为NPN型晶体管，选用的型号为2SC9014，或选用2SC8050，要求耐压≥60V，β值≥140；
L1为感应探头，选用工字型成品电感线圈，其电感量为15μH～18μH；
LED为发光二极管，选用￠5超高亮红色发光二极管；
HA为蜂鸣器，内部置有2Hz音频振荡电路的小型蜂鸣器，工作电压为4.5V；
R1～R3为电阻，其阻值均为1.2KΩ；
C1为电解电容，选用的型号为CD11-25V型，其容量为100μF～220μF；
4.5V直流电源可使用3枚7#电池串联组成。
电路制作要点及电路调试
因非接触式感应测电笔的电路结构比较简单，制作比较容易，一般情况下只要选用的电子元器件性能完好，并按照说明书附图1中的元器件连接关系进行焊接，物理连接线及焊接质量经过仔细检查正确无误后，本发明电路基本不需要进行调试，电路接上4.5V直流电源即可正常工作。
感应探头L1的电感值可依据实际测试结果进行选择，感应探头L1与NPN型晶体管VT1之间的距离越近干扰越小；
感应探头L1：可使用直径￠1、长度约20cm的漆包线，在直径￠5金属棒上间绕8～10圈，然后脱胎成螺旋形，将线圈任意一端除漆后焊接于NPN型晶体管VT1的基极；
在元件布局上尽量节省空间，能挤则挤一些，尽量将测电笔做的小巧一点。由于非接触式感应测电笔电路元件很少，因而可不用电路板，可将所有元件按附图正确焊接，然后装进塑料管内并加以固定；
测电笔经过测试：当感应探头L1相距220V交流电带绝缘层导线1.0cm左右，测电笔就能发出红光和声音。
本发明的电路结构设计、元器件布局，以及它的结构特征、外观形状及尺寸大小等均不是本发明的关键技术，也不是本发明要求保护的关键性技术内容，因不影响本发明具体实施过程和发明目的的实现，故不在说明书中一一说明。

Claims (1)

1.一种非接触式感应测电笔包括4.5V直流电源、微电压检测和晶体管四级复合放大电路、声光电路，其特征在于：
所述的微电压检测和晶体管四级复合放大电路由感应探头L1、4只NPN型晶体管VT1～VT4和电阻R1～R3组成，感应探头L1的一端接NPN型晶体管VT1的基极，感应探头L1的另一端空置，NPN型晶体管VT1的发射极通过电阻R1接NPN型晶体管VT2的基极，NPN型晶体管VT2的发射极通过电阻R2接NPN型晶体管VT3的基极，NPN型晶体管VT3的发射极通过电阻R3接NPN型晶体管VT4的基极，NPN型晶体管VT1的集电极、NPN型晶体管VT2的集电极和NPN型晶体管VT3的集电极及NPN型晶体管VT4的集电极接电路正极VCC，NPN型晶体管VT4的发射极接声光电路；
所述的声光电路由发光二极管LED和蜂鸣器HA组成，NPN型晶体管VT4的发射极接发光二极管LED的正极和蜂鸣器HA的正极，发光二极管LED的负极和蜂鸣器HA的负极接电路地GND；
所述的4.5V直流电源正极接电路正极VCC，4.5V直流电源负极接电路地GND，电解电容C1的正极接电路正极VCC，电解电容C1的负极接电路地GND。
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