CN1122636A - 对温度敏感的电池测试器 - Google Patents

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Abstract

一种用于测量电压源电压的温度敏感显示器，包括一温度敏感显示器和一电气元件，电气元件与温度敏感显示器热耦合，当电气元件两端所加电压超过一预定阈值电平时，该电气元件对温度敏感显示器加热。还揭示了电压测试器的其它实施例。

Description

对温度敏感的电池测试器
技术领域
本发明一般涉及一种电压或电流传感器，尤其涉及一种用来精确测定电池电压的器件。
背景技术
利用热色材料测试电池上的相对电荷的器件是众所周知的。这种器件的例子通常在Duracell(金霸王)电池的包装中可以找到。这种器件在一层薄的聚酯薄膜的一侧印刷有一个锥形的电阻导体，而薄膜另一侧则印有一种热色材料。当在锥形的电阻导体两端加一电压时，大致与电池电荷成正比的导体部分被充分加热，从而使热色材料的相应部分从不透明度变为透明，指示出电池的相对电压或电荷。这些器件对碱性电池等测试得很好，碱性电池的特点是从充满电荷的状态至耗尽状态，相对电压变化很大，比如，变化百分之五十，或从1.55伏降至0.8伏。
然而，对于某些类型的电池，这些锥形的电阻器不能同样良好地工作，在这些类型的电池中，耗尽的电池输出的电压并不比充足电的电池输出的电压下降很大的百分点。例如一般在小汽车、卡车或船舶上使用的铅酸蓄电池，当蓄电池电荷减少很多时，其电压变化很小。比如，一个小汽车上用的铅酸蓄电池，当充足电时电压为13伏，而蓄电池的电完全用尽时，电压只降至12伏。又如在便携式计算机、摄像机和电动工具中使用的可充电镍镉电池，当电池电荷变化很大时，其电压变化也相当小。对于镍镉电池的情况，为了确定何时需要充电，仍希望能准确地测出电池的电压。镍镉电池具有一种存储效应，因此，在重新充电之前应几乎把电用完，以促使完全充电并延长电池寿命。但这些电池不应把电完全用尽，否则会导致电池的电压逆转。
因此，希望提供一种能准确测量电池输出电压中微小变化的电池测试器。
发明内容
本发明的电池测试器把一电气元件(如呈现一阈值导通电压的齐纳二极管)与一温度敏感显示器组合起来，从而可在一个小的电池电压范围内准确测出电压和电荷。
依照本发明的一个实施例，用于测量电池电压的器件包括一种温度敏感材料、一个响应所加电流加热温度敏感材料的导体加热器，以及一个二极管，当电池电压超过一预定电平时，该二极管从电池把电流加到导体加热器上。
依照本发明的另一方面，用于测量电压源电压的装置包括一温度敏感显示器和一电气元件，电气元件与温度敏感显示器热耦合，当加在电气元件两端的电压超过预定的阈值电平时，可对温度敏感显示器加热。
依照本发明又一方面，用于测试电压源电压的装置包括一温度敏感显示器和一二极管，二极管与温度敏感显示器热耦合，当电池电压超过一预定电平时，用来加热温度敏感显示器。
依照本发明的另一方面，用于测试电压源的装置包括一种使多个二极管与温度敏感显示器热耦合的温度敏感材料，当二极管与电压源电气耦合并且电压源的电压超过每个二极管的预定电平时，每只二极管便加热一部分温度敏感材料。
依照本发明的另一方面，用于测试电压源的装置包括一种温度敏感材料、一二极管和一导体加热器，其中二极管与温度敏感材料热接触，当电压源的电压超过一预定电平时，其用来加热温度敏感材料，而导体加热器与二极管电气上并联，用于根据所加的电流加热温度敏感材料。
依照本发明的另一方面，回路包括一电介质薄膜、一表面安装在电介质薄膜上的用来生热的电气元件，以及一种与生热的电气元件热接触的温度敏感材料。
依照本发明的又一方面，一种用于测量器件两端电压的方法包括检测器件的电压，并且当检测得的电压超过预定的阈值电平时发出热量，以产生可视指示。
依照本发明的另一方面，一种用于在不同环境温度下测试电压源的装置，包括第一温度敏感显示器、一二极管和第二温度敏感显示器，其中二极管与第一温度敏感显示器热耦合并与多条导线电气耦合，当把超过预定阈值电平的电压加在二极管两端时，二极管能给第一温度敏感显示器加热，第二温度敏感显示器可在各种环境范围内作出响应，对于不同的环境温度，提供不同的可视标记，从而帮助用户确定在沿导线的哪个位置使导线与电压源耦合。
依照本发明的又一方面，一种用于测量电压源电压的装置包括第一温度敏感显示器和相互电气串联的第一和第二二极管，其中第一二极管与温度敏感显示器热耦合，当把超过预定阈值电平的电压加在第一和第二二极管两端时第一二极管对温度敏感显示器进行加热，当所加电压的极性出错时第二二极管防止第一二极管损坏。
本发明的另一方面涉及一种可选择地测量电池电压和交流发电机(alternator)电压的装置，该装置包括一种温度敏感材料、一生热元件、第一耦合装置和第二耦合装置，其中生热元件响应所加的电流对所述温度敏感材料加热，第一耦合装置通过电池与生热元件耦合，用于测试电池，而第二耦合装置通过电池与生热元件耦合，用于测试交流发电机，第二耦合装置比第一耦合装置具有更高的电阻。
本发明的另一方面涉及一种可选择地测量电池电压和交流发电机电压的装置，该装置包括第一温度敏感显示器、第二温度敏感显示器、第一电气元件和第二电气元件，其中第一电气元件与第一温度敏感显示器热耦合，当把沿第一方向流过且电压超过第一预定阈值电压的电流加在第一电气元件两端时，第一电气元件对第一温度敏感显示器加热，第二电气元件与第二温度敏感显示器热耦合，当把沿第二方向流过且电压超过第二预定阈值电压的电流加在第二电气元件两端时，第二电气元件对第二温度敏感显示器加热。
本发明的另一方面涉及一种用于测试电压源的装置，该装置包括一温度敏感显示器、第一电气元件和第二电气元件，其中第一电气元件与温度敏感显示器热耦合，当把超过预定阈值电平的电压加在第一电气元件上时，第一电气元件对温度敏感显示器加热，而第二电气元件也与温度敏感显示器热耦合，用于把温度敏感显示器加热至预定的绝对温度。
本发明的另一方面涉及一种用来测试电压源的装置，该装置包括一温度敏感显示器、一电气元件和一比较显示器，其中当电气元件与电压源电气耦合时，电气元件对温度敏感显示器加热，而比较显示器有助于进行对温度敏感显示器的可视分析。
本发明的另一方面涉及一种用于测试电压源的装置，该装置包括一温度敏感显示器、一电气元件和一热传导元件，其中当电气元件与电压源电气耦合时，电气元件对温度敏感显示器加热，热传导元件介于温度敏感显示器和电气元件之间，有助于将热量从电气元件沿径向传输至温度敏感显示器。
本发明的另一方面涉及一种用于测试电压的装置，该装置包括一温度敏感显示器、一电气机构或装置和补偿环境温度的装置，其中电气机构或装置与温度敏感显示器热耦合，当加于电气机构或装置的电压超过预定的阈值电平时，电气机构或装置即对温度敏感显示器加热。
本发明还涉及在补偿环境温度时测试电压，发明包括一温度敏感显示器、一电气机构或装置，并示出电气机构或装置根据电压(作为环境温度的函数)而采取的各种连接，其中电气机构或装置与温度敏感显示器热耦合，当把超过预定阈值电平的电压加在电气机构或装置两端时，该电气机构或装置即对温度敏感显示器加热。
以下将全面描述，尤其将在权利要求中指明本发明的上述特征和其他特征，下列描述和附图详细说明了本发明的一些实施例，但这些实施例只表示了可以使用本发明原理的几种不同的方法。
附图概述
在附图中：
图1是依照本发明一实施例，与一电池电源示意性连接的电池测试器的正视图；
图2是图1电池测试器的电路简图；
图3是一电池测试器的俯视图，说明该电池测试器的温度敏感显示器；
图4是一电池测试器的正视图，该电池测试器与图1中的类似，使用了不同的温度敏感显示器；
图5是图4中电池测试器之温度敏感显示器的俯视图；
图6是本发明另一实施例电池测试器的电路简图，电路中包括一限流电阻器；
图7和8示出了一典型的温度敏感显示器的可视状态，用于给出电池测试器是否按正确极性连接的可视表示；
图9A是本发明电池测试器另一实施例的电路简图，电路中有多个方向相反的齐纳二极管；
图9B是一电池/交流发电机测试器的俯视图，当沿某一方向与电池相连时，测试电池的电荷，当沿相反方向相连时，测试交流发电机产生的电荷；
图10是本发明电池测试器另一实施例的电路简图，电路中包括多个相互并联的二极管；
图11是本发明电池测试器另一实施例的电路简图，其中包括一电阻加热元件，当电池测试器与电池相连时，用该元件进行检测；
图12是本发明电池测试器另一实施例的电路简图，其中包括一锥形的电阻加热元件；
图13是本发明一实施例中电池测试器的俯视图，当电池测试器在高于某一环境温度的温度下工作时，具有如图所示的温度补偿能力；
图14是本发明一实施例中电池测试器的俯视图，当电池测试器在低于某一环境温度的温度下工作时，具有如图所示的温度补偿能力；
图15是一改进的电池测试器的俯视图，它与图13和14中所示的电池测试器类似，但使用三个指示器和一个导电条，这些指示器用来指示提供环境温度补偿能力的各种连接，而导电条具有电阻特性；
图16是图15中电池测试器另一实施例的部分俯视图，使用三个接点和一根具有电阻特性的导电条；
图17A是图15中电池测试器另一实施例的部分俯视图，使用三个接点和三个串联连接的电阻器；
图17B是图15中电池测试器另一实施例的部分俯视图，使用三个接点和三个在电路中可与电气加热元件相连的电阻器；
图18是图15中电池测试器另一实施例的部分俯视图，使用三个接点，用于选择地连接三条由电阻器和电气加热元件组成的电路；
图19是本发明一实施例中电池测试器的电路简图，它备有一加热元件；
图20是本发明一实施例中电池/交流发电机测试器的电路简图，它使用一限流电阻器；
图21是图20中大略地示出的电池/充流发电机测试器的俯视图；
图22是本发明一实施例中电池测试器的电路简图，它具有过流保护；
图23是一电池测试器的正视图，它包括一热传导层，以提高向温度敏感显示器的径向热量输送；
图24是一电池测试器的俯视图，它利用图案，有助于确定电池的状态；
图25是利用有助于确定电池状态的图案的另一实施例中电池测试器的俯视图；和
图26是一连同具有电流或电压检测能力的电气封装的温度敏感显示器的透视图。
本发明的较佳实施方式
参照几张附图，首先是图1，图中示出了本发明一实施例热色电池测试器10的正视图。电池测试器10在薄膜14的一侧有一温度敏感显示器12，薄膜14可以是一种聚脂薄膜，在该薄膜与温度敏感显示器相对的另一侧装有多根导电条或导线16。温度敏感显示器12和导电条16可以通过各种常规的方法(例如，印刷)安置或加在薄膜14上。导电条16也可以由多个元件构成，例如一段导线或其他与一印刷导电条相连的导电元件。导电条16大致延伸到薄膜14的长度，中间在与温度敏感显示器12相对的区域18中断开。齐纳二极管20或诸如另一种形式的二极管或晶体管等基本上只在器件两端的电压超过一阈值电平时才导通的其他电气元件，与每一导电条16相连。齐纳二极管20最好以表面安装结构封装，并且可以通过诸如使用封装材料21等方法将其固定在薄膜上且保持稳定。可将一薄片制品22(例如为0.0005至0.001英时厚)加盖在薄膜14的底侧、封装材料21和导电条16上，以降低各组件损坏的可能性。薄片制品22不要覆盖导电条16中用来与电池或其它电压源接触的各个部分。装在聚酯薄膜14上的温度敏感显示器12最好包括一种或多种能在预定的转变温度发生目视可分辨变化的热色材料。这些热色材料最好在低于各自转变温度时为某种不透明的颜色，颜色不同于薄膜14的颜色且相互间各不相同，而在高于它们的转变温度时，颜色变为透明。当使用多种热色材料时，还希望这些热色材料具有不同的转变温度。有些温度敏感材料对紫外光敏感，当它们受紫外光影响时，会随时间而退化。当温度敏感显示器12中使用这种材料时，最好在显示器12的顶部加一层紫外线防护层23，以防止环境中紫外线破坏显示器中使用的温度敏感材料。也可以在热色材料中直接混入添加剂，以防紫外线的破坏。添加剂的例子有抗氧剂。可把这种抗氧剂作为添加剂加至热色材料和/或含该热色材料的封装材料中。本发明例举使用的热色材料是日本京都松井(Matsui)化学公司以R45Matsui Ink牌号出售的产品；标记“45”表示在大约+45℃发生转换。这里描述的各种热色材料可以使用其它的转换温度。也可使用另一些能提供作为温度函数的可分辨输出的热色材料。本发明中另一举例使用的材料是众所周知的液晶材料。也可用其它材料以随温度变化或作为温度的函数，提供所希望的显示特性。
位于薄膜14上的导电条16设有电气接触区，用以与待测电池的电极压力接触，从而构成一个回路，回路中电池通过导电条与齐纳二极管20电气连接。图1中大略地把电池表示为电压源24和导线26，电池测试器10的结构最好能在导电条16上的指定区域与电池的电极接触。
图2将图1中电池测试器10的电路示意地表示成齐纳二极管20和电压源24。电路28中的齐纳二极管起开关的作用，以偏置电压源24产生的电压，致使不超过齐纳二极管特定的阈值导通电压就几乎没有或没有电流流过回路。当电压源24提供的电压超过齐纳二极管20的阈值导通电压时，二极管将导通，导通电流是二极管内阻和超过阈值电压的电压源产生的电压幅值的函数。用这种方式，齐纳二极管20对电路28进行偏置，可以准确测出电压源24产生的相当小的电压变化。例如，当电压源24为一汽车蓄电池时，可将电路设计成只测量13至12伏之间一伏范围的电压，从而允许准确测出汽车蓄电池的电荷。
例如，当要构造测试汽车蓄电池的测试器时，采用一齐纳二极管20，它的阈值导通电压一般约为12伏。当把电池测试器10接至如图1中以标号24示意地表示的汽车蓄电池上时，齐纳二极管20将对电路进行偏置，致使当电压低于12伏阈值电压时，基本上没有电流通过由齐纳二极管、导电条16、电池24和导线26形成的回路。当加至齐纳二极管20两端的电压超过12伏阈值电压时，电流将流过回路，引起齐纳二极管发热，产生的热量是超过阈值导通电压的电池提供的电压和二极管内阻的函数。齐纳二极管20产生的热量通过薄膜14扩散，从位于齐纳二极管正上方的显示器的中心外沿径向向外加热温度敏感显示器。结果，一旦把温度敏感显示器12加热至其稳定态时，显示器的中心是最热的，沿径向距离中心越远，温度逐渐降低。
要如此选择温度敏感显示器12中使用的热色材料和齐纳二极管20，即当电池24充足电时，温度敏感显示器有相当大的区域将被加热至高于热色材料转变温度的温度。当电池24部分消耗时，电池提供的电压仍将超过齐纳二极管20的阈值电压，但比电池充足电时要低一点。由于齐纳二极管20产生的热量是超过二极管阈值电压的电池24提供的电压和二极管内阻的函数，因此当电池处于部分消耗状态时二极管产生的热量将少于电池充足电状态下产生的热量。所以，当电池部分消耗时，温度敏感显示器12就只有较少区域的温度将高于其中所用热色材料的转变温度。
当电池消耗足够电量，以致只能提供低于齐纳二极管20阈值电压的电压时，二极管起开关作用，防止大量电流流过回路。由此，齐纳二极管20几乎不产生热量。即使有，温度敏感显示器12中最好也没有温度将升高到超过显示器所用热色材料转变温度的区域。
通过选择具有正确阈值导通电压的齐纳二极管20和具有适当转变温度的热色材料，可使电池测试器10可视地表示出不同的电池状态，如充足电、部分充电、需要充电以及显著耗尽。温度敏感显示器12的设计以及其中使用的热色材料的转变温度也可以增加有关电池电荷的信息。
图3示出了装在薄膜14上的、位于一圆形区域内的温度敏感显示器30、薄膜最好有两种可区分的颜色。一种颜色，例如为橙色，位于分界线32的右侧，而另一种颜色，例如为绿色，位于分界线32的左侧且很容易与分界线右侧的颜色区分开。薄膜14上最好具有一系列与待测电池的某些电压读数相对应的同心圆等级34。温度敏感显示器30包括两个热色材料不同的半圆区36和38，它们分别具有不同的转变温度。例如，位于分界线32右侧的热色材料半圆区36，其转变温度可以是45℃，低于该温度时，材料不透明，即为黑色，而高于该温度时，材料透明，同时位于分界线32左侧的热色材料半圆区38在低于其转变温度60℃时，例如也为黑色，而高于转变温度时透明。
作为一个例子，考虑上述相应于图1的电池测试器10，它备有图3的温度敏感显示器并且齐纳二极管20的阈值导通电压为12伏。如果把电池测试器10加在汽车蓄电池24的两端，同时汽车蓄电池提供的电压低于12伏，则温度敏感显示器不会有可视变化，即显示器将呈黑色。随着逐渐将电池电压增加至高于齐纳二极管20的阈值电压，热色材料36的一些区域将从显示器30的中心40开始被加热至温度高于其转变温度45℃并且由于电池电压的增加沿径向向外移动。由于热色材料36从黑转变为透明，故这些区域将从黑色变为橙色，露出薄膜14的橙色部分以及薄膜该部分中的等级34。当电池24提供更高的电压时，位于分界线32左侧的热色材料38将从显示器40的中心开始并沿径向逐渐向外延伸地超过其转变温度60°，变成透明状态。当热色材料38的某些区域从黑的不透明状态变为透明状态时，将显露出薄膜14的绿色部分和印在热色材料之下的等级34。因此，对于一个充足电的电池，基本上热色材料36、38两个半圆的所有部分将被加热至高于其转变温度，从而显露出着了色的薄膜以及基本上所有位于热色材料下的等级线34。电池逐渐消耗得越多，温度敏感显示器中可看见的等级线34越少，因为热色材料36、38的每个半圆中被加热高于其各自转变温度的部分越小。如果电池产生的电压仅略高于齐纳二极管20的阈值电压12伏，则只有热色材料36的半圆区中的一小部分区域呈透明状态，从而只能看见薄膜14的一小部分和可能有的一条或两条等级线34。
图4和图5中示出的电池测试器42具有另一例温度敏感显示器44。在该实施例中，除了温度敏感显示器外，电池测试器42以上述相应于图1的相同方式，用聚酯薄膜14、导电条16和齐纳二极管20构成。薄膜14可以是一种颜色，例如绿色，或可以有多个呈不同颜色的同心区，以进一步提高显示器44的分辨率。在某些情况下，希望在位于显示器44中心的薄膜14上印几条通常呈同心圆的等级，以助于目视读出电源提供的电压电平。温度敏感显示器44包括两种热色材料46和48，在与齐纳二极管20相对的薄膜14的表面上，一种材料在另一种材料之上。热色材料46、48最好做成矩形，热色材料48直接与薄膜14相邻，而热色材料46直接位于热色材料48之上。应选择转变温度不同的热色材料46、48，并且最好它们在不透明状态下的颜色不同。例如，直接与薄膜1 4邻接的热色材料层48的转变温度可为60℃，不透明色为红色，而远离薄膜的热色材料层46的转变温度可为45℃，且低于转变温度时不透明色为黑色。使用中，如果电池24提供的电压低于齐纳二极管20的阈值电压，则温度敏感显示器44将呈黑色，但如果所供电压远大于齐纳二极管的阈值电压，则将如下所述呈现出一种牛眼图案。
在图4和5的实施例中，当电池24加至齐纳二极管20两端的电压明显高于二极管的阈值导通电压时，二极管将产生足够的热量，热量一旦通过薄膜14传导，便可使温度敏感显示器44的温度升高超过温度敏感材料46、48的转变温度。在这种情况下，热色材料46中有一大块相当圆的区域46a将变成透明状态，可以看到其下的热色材料48。(图4中虚线表示热色材料从不透明变为透明的界线)热色材料48的转变温度比热色材料46的高，它也将变为透明状态，但只在显示器44中心一个较小的大体呈圆形的区域48a中有变化，从而可以看到下面的绿色薄膜14。因此，对于一个充足电的电池，温度敏感显示器44将呈现出一牛眼图案，图案中可看到一个相当大的绿色薄膜14的大体呈圆形的区域。当略微用掉一些电后，电池提供给齐纳二极管20的电压有所降低，但仍在阈值电压之上，从而二极管将产生比充足电时略少的热量。随后这将使热色材料46和48在位于显示器44中心略小的圆形区内达到其转变温度。由此，对于电荷略有减少的电池来说，显示器44可示出一牛眼图案，其中可看见的薄膜14的绿色区域非常小。对于电池电荷更少的情况，齐纳二极管20不会产生足够的热量使热色材料48的温度升高超过其转变温度，但一小部分热色材料46仍处于足够高的温度，可转变成透明状态。在这种情况罡，温度敏感显示器44将呈现为一黑色的矩形区域，在显示器44的中央有一圆形区域，可看见处于红色不透明状的热色材料48。对于一个完全耗尽的电池，电池产生的电压将低于齐纳二极管20的阈值电压，并且二极管将有效地切断流过电路的电流，从而基本上保持温度敏感显示器44不被加热，处于全黑状态。
为了保护齐纳二极管20避免因二极管流过过量电流而引起的损坏，可用一限流电阻器50与齐纳二极管20串联，如图6中电路52所示。限流电阻器50可以有导电条16中一条的电阻特性。或者，电阻器50可以是一个或多个分立的电阻器，例如印在薄膜14上或与薄膜14相贴，或者另外做成并在任何场合下在电路中都与二极管20相连。流过电路52的电流是加在齐纳二极管20两端、超过二极管阈值导通电压Vthresh的电压Vbatt、二极管的内阻RZ和限流电阻器的电值RCLR的函数。因此，可通过电路中使用的限流电阻器50的电阻值控制允许流过电路52的电流幅值I。例如，如果齐纳二极管的阈值电压Vthresh为12伏，内阻RZ为2欧姆，而电池产生14伏的电压Vbatt则在电路52中使用12欧姆的限流电阻器50将导致下述电流流过电路：该电流足够低，不足以损坏电池测试器的电气元件。
然而，由于齐纳二极管20产生的热量(使温度敏感显示器呈现某种可视读数)是流过齐纳二极管的电流以及二极管内阻的函数，所以添加限流电阻器50会使通过器件的电流降低，这在选择温度敏感显示器中的适当的热色材料时必须考虑到。另外，限流电感器50产生的热量也是流过电阻器的电流和其电阻的函数。因此，限流电阻器50必须具有足够大的表面积，以便通过散发足够多的产生的热量来防止损坏器件。
在电池测试器电路中使用限流电阻器的另一个好处是可将其制成一薄膜电阻器并用作一微调电阻器，用来补偿齐纳二极管的实际阈值导通电压相对于设计阈值导电压的变化。一般硅齐纳二极管阈值导通电压的容许偏差为正或负5％或更高。因此，对于一个为测量相当高电压(例如要测量12至60伏)而设计的电池测试器来说，齐纳二极管阈值导通电压相对于设计电压的变化会导致电池测试器的操作参数产生不可接受的偏移。在制造中，可用一电表测量安装好的电池测试中齐纳二极管的阈值电压。如果该齐纳二极管在一过低的电压下导电，可在限流电阻器上穿一小孔，以提高限流电阻器的电阻，从而减少流过测试器的电流并有效地使齐纳二极管的阈值导通电压向更高处偏移。于是在某种意义上讲，可把限流电阻器50看成一微调电阻器，有利于这种电路的调节和/或补偿。
虽然购买二极管时硅齐纳二极管的阈值导通电压的容许偏差一般都相当高，但用一块晶体可以制成成千上万个基本上具有相同阈值导通电压的齐纳二极管。因此，希望用同一块晶片制成的齐纳二极管来组装电池测试器。在这种情况下，由于准确地得知将被装入电池测试器中的齐纳二极管的阈值导通电压，所以可以用具有某欧姆值的限流电阻器50组装电池测试器，其中所述欧姆值适合准确得知的齐纳二极管的阈值导通电压的要求。这样，实质上是在制造前就“调好”了限流电阻器，并且在制造过程中不必再调节限流电阻器的阻值。
使用限流电阻器的另一个好处是，如果电池测试器按错误极性接至电池，则可保护二极管和电池测试器的其它电气元件。齐纳二极管当在一个与其预定方向相反的电路中使用时，阻值非常低。另外，按相反方向使用时，齐纳二极管没有阈值电压，因此也不会偏置电路。所以，如果不使用限流电阻器，电路中就会流过比正确连接电池测试器时大得多的电流。例如，按错误方向连接时，齐纳二极管的电阻可能为1欧姆，由于这时齐纳二极管不能有效地偏置电池提供的14伏电压，所以通过电路的电流为：
Figure A9419203500201
该过电流会烧坏印刷的导体或齐纳二极管。在电池测试器的电路中使用限流电阻器不仅为电池测试器的电气元件提供了保护，并且可用限流电阻器提供有关电池测试器按逆向极性连接的可视指示。由于当电池测试器按错误极性连接电池时，有较多的电流流过电路，因此限流电阻器50将产生相当多的热量，这些热量可用来作用于温度敏感显示器53，以提供有关按反向极性连接的可视指示。在这种情况下，温度敏感显示器53可在薄膜的某一区域上装一热色材料，而薄膜的所述区域则印有诸如“逆向极性”字样的图案或另一种含有类似信息的图像显示。于是，如图7所示，当电池测试器不与电池相连或按正确极性连接时，温度敏感显示器53呈不透明(虚线表示被不透明的温度敏感显示器所遮住的图案)。然而，当按错误极性连接时，限流电阻器50将把温度敏感显示器53加热至一足以使显示器的热色材料转变成透明状态的温度，从而示出“逆向极性”的字样，见图8。
对于图9A大略示出的电路54，同样可以为电池测试器提供附加保护，防止因电池测试器以错误的极性与电池连接而引起的损坏，其中电路包括成串联连接的二极管20、限流电阻器50和与齐纳二极管20反向的第二齐纳二极管58。当如电路54所示结构的电池测试器按正确极性与电池相连时，电池测试器以如上述图6中电路52的相同方式工作，第二齐纳二极管对电流几乎没有电阻，并且本身没有电压偏置。然而，如果如电路54所示结构的电池测试器以逆向极性与电池连接时，则第二齐纳二极管58限制流过电路的电流，这里，电流是电池24的超过第二齐纳二极管58之阈值导通电压的电压、第二齐纳二极管的内阻以及限流电阻器50的电阻的函数。当这种电池测试器按逆向极性与电池相连时，第二齐纳二极管58所起的作用与第一齐纳二极管在图6电路52中以正确极性连接时所起作用相同。类似地，极性颠倒时第一齐纳二极管20将不偏置电压，并同电池测试器按正确极性连接时的第二齐纳二极管58一样几乎没有内阻。因此，在齐纳二极管58与第二温度敏感显示器热触时将产生足够的热量，以产生有关电池测试器按错误极性连接的可视指示。另一种做法，可把两个大致相同的温度敏感显示器与齐纳二极管20和58分别热接触，从而提供一个具有相同功能但又不考虑极性的电池测试器。也可用单个双极齐纳二极管来代替图9A中所示的两个齐纳二极管。
本发明的这个实施例，即图9A电路54中所示的使用两个方向相反的齐纳二极管的情况，还可用来提供一种组合的电池和交流发电机测试器。当希望把本发明应用于汽车时，可把齐纳二极管58的阈值电压选得略低于汽车行驶时正常运行的交流发电机产生的电压。标准的汽车交流发电机向电池产生一充电电流，充电电压一般比电池的峰值电压高1或2伏。因此电路54中应使用阈值电压略高于电池峰值电压的齐纳二极管58。图9B示出了一例电池/交流发电机测试器。测试器包括温度敏感显示器12，它与图9A中的齐纳二极管20热耦合，用于如上所述显示电池的状态。第二温度敏感显示器12a与图9A中的齐纳二极管58热耦合，并显示交流发电机的工作情况。电池/交流发电机测试器还备有标记59，它们印在薄膜14的上表面，位于提供与电池电极电气接触的区域的正上方，该标记告诉用户按哪种极性来连接测试器和电池电极。
当把测试器按某一极性接至电池以测试电池时，齐纳二极管20对温度敏感显示器12加热，以给出电池电荷的可视显示。在这种情况下，齐纳二极管58在电路54中几乎没有影响，而且不会产生足够的热量使温度敏感显示器12a的温度明显上升，从而不会改变显示器12a中的可视显示。当使用该电池的汽车正在行驶致使交流发电机向电池产生一充电电流，并且将测试器按与测试电池时相反的极性与电池相连时，齐纳二极管58相对于电流取向，从而生热使显示器12a可视地指示出交流发电机的工作情况。由于交流发电机一般工作得很好或根本不工作，所以显示器12a通常不需要象电池测试时希望的那样连续示出各个状态，而可以包括一种热色材料以指出交流发电机是否正在工作。代替在图9A/9B的测试器电路54中使用两个齐纳二极管20、58的另一种方法是使用一个对于每个极性具有不同的阈值电压的双极齐纳二极管。
在某些情况下，可能希望在电池测试器中使用多个具有不同阈值电压的齐纳二极管，以利于检测电池的不同电压电平。图10示出了电路60的略图，该电路使用了齐纳二极管62、64和66。齐纳二极管62、64和66相互并联连接，并且每个齐纳二极管分别有一限流电阻器68、70和72与之串联。于是，当相关的齐纳二极管加有超过其阈值电压的电压时，可用分别与齐纳二极管62、64和66热耦合的分立温度敏感显示器产生可视指示。可用如图10所示的结构中使用多个二极管的电池测试器，为电池分立的电压电平提供分立的读数，用以准确指示正在测试的电池的充电程度。
图11的简略电路图示出了本发明电池测试器的另一实施例。图11所示的电路76与图6所示的相似，只是添加了一电阻加热元件78，它与齐纳二极管20和限流电阻器50电气并联。最好用一附加的温度敏感显示器与电阻加热元件78相关联，并与其热耦合，以表示在电池和电池测试器之间已有接触。当电池测试器与电池24电气连接时，电流将流过电路76，并流过电阻加热元件78，从而加热与其相关的温度敏感显示器。通过在温度敏感显示器使用适当的、转变温度相当低的热色材料，可使显示器指示出已与电池电气连接。
图12的简略电路图示出了电池测试器的另一实施例。图12的电路80包括一齐纳二极管20和一与齐纳二极管和电池24串联的锥形的加热电阻元件82。在该实施例中，温度敏感显示器与锥形电阻加热元件82成热耦合，而不与齐纳二极管20热耦合。温度敏感显示器和锥形电阻加热元件可以类似于与Duracell(金霸王)电池包装在一起的那些器件。当电池24有所消耗，并只能给电路80加一小于齐纳二极管20阈值导通电压的电压时，将基本上没有电流流过电路80和电阻加热元件82。因此，温度敏感显示器将不会改变当电池测试器不与电池相连时的状态。当给电池24充足电，足以给电路80加一超过齐纳二极管20阈值电压的电压时，电流(它是超过二极管阈值导通电压的电池24的电压、二极管的内阻以及锥形电阻加热元件82的阻值的函数)将使电阻加热元件散热，所散热量是该电流和电阻加热元件的阻值的函数。对于那些只略高于齐纳二极管20阈值电压的电池24的电压，在具有小截面积的锥形电阻加热元件82中一相当小的区域将产生足够的热量，使温度敏感显示器中的热色材料转变至其透明状态。对于超出齐纳二极管20的阈值电压更多的电压，锥形电阻加热元件中更大的一部分(包括具有较大截面积的部分)将产生足够的热量，使温度敏感显示器中更大的热色材料相应部分转变成透明状态。因此，通过使用与锥形电阻加热元件82串联的齐纳二极管20和温度敏感显示器，可使电池测试器通过齐纳二极管的偏置作用在一较小的电压范围提供相当准确的响应。
图13和14示出了另一电池测试器实施例。电池测试器90的结构与图1中的电池测试器类似，具有一温度敏感显示器12和一聚酯薄膜14，以及导线和一齐纳二极管(未示出)。电池测试器90还具有一负号形式的标记92，印在薄膜14与导电条相对的表面上，指出电池测试器将接至电池负极的地方。导电条具有单位长度的电阻，可用来在电池电极与导电条接触的地方沿导电条长度方向增加或减少整个电路的阻值。另外，电池测试器90包括一环境温度敏感指示器94，指出应将电池测试器接至电池正极的区域。环境温度敏感指示器94至少包括两个分立的部分96和97。指示器97或97中哪一部分呈现正号形式由环境温度决定。指示器97呈正号形状，直接印在薄膜14上。指示器97被热色材料98覆盖。形成指示器96的热色材料与用来覆盖指示器97的热色材料类似，也做成正号。
由于温度敏感显示器12的温度不仅依赖于齐纳二极管20提供的热量，而且依赖于周围环境提供的热量，所以在某些情况下，为了从温度敏感显示器12获得所希望的响应，齐纳二极管有必要产生更多或更少的热量。例如，在较低的环境温度下比在较高的环境温度下要求齐纳二极管20产生更多的热量，以使温度敏感显示器12的温度升高至热色材料的转变温度之上，从而获得所希望的对一给定电池电压的响应。一种补偿环境温度的这一差别的方法是为环境温度敏感指示器94选择多个适当的热色材料，它们在所希望的环境温度下具有转变温度，为电池正极标出作为环境温度函数的不同的接接点，并由此改变对应于加入电池测试器电路中导电条部分的电池测试器总电阻。例如，覆盖指示器97的热色材料98和用来形成指示器96的热色材料的转变温度可为20℃。由此，如图13所示，当环境温度高于20℃时，指示器96将成透明状态并几乎看不见，而覆盖指示器97的热色材料98也将透明，使指示器97可见。(图13和14中的虚线表示指示器96和97是透明的，而阴影部分表示可见的指示器。)由于指示器97距离温度敏感显示器12和齐纳二极管20较远，所以导电条将有更大的部分加入电路，从而由电池和电池测试器组成的整个电路的阻值将较高，以致使流过电池测试器的电流和齐纳二极管产生的热量降低。相反，当温度低于20℃时，形成指示器96的热色材料将低于其转变温度，且指示器96可见。类似地，覆盖指示器97的热色材料98也将低于其转变温度，并成不透明状态，从而覆盖住指示器97而看不见。由于指示器96距离温度敏感显示器12和齐纳二极管20较近，所以导电条只有较少的部分加入电路，从而由电池测试器97和所连接的电池形成的电路中的阻值较低。由此，将有更大的电流流过电池测试器90和齐纳二极管20，并且齐纳二极管将产生更多的热量，从而补偿较低的环境温度。
如图15所示，当环境温度在一较大的温度范围内变化时，可能希望在测试器96中使用三个或更多个接触指示器(图15中示出了三个)，比如象上述图13和14中讨论的指示器96和97，以及接触指示器99，用以补偿环境温度对温度敏感显示器和/或电压源(即电池24，交流发电机等)的影响。指示器97呈正号形状，直接印在薄膜14上。指示器97被热色材料98所覆盖。用来形成指示器96的热色材料与用来覆盖指示器97的热色材料相似，也构成正号。
指示器99呈正号形状，并且制成它的热色材料与用来覆盖指示器97的热色材料98类似。指示器99可以印在，要不然就加在薄膜14上。与用热色材料98覆盖住指示器97一样，用热色材料100覆盖住指示器99。在一例示的实施例中，热色材料98可以选用这样的材料，即温度低于+5℃是不透明，以便看不见正号指示器97。因此，当环境温度为5℃和高于5℃时，指示器97可见，并且希望电池测试器90′的用户使位于指示器97下的接点与待测电压源的正极相接。(在图15中，因为指示器99和覆盖材料100都可作为温度的函数而透明或不透明，所以两者都用虚线表示。)
在测试器90′的实施例中，可把指示器99的热色材料选为温度低于+5℃时不透明，可在薄膜14上看见，而温度为+5℃或高于+5℃时，透明，从而看不见。此外，可把覆盖指示器99的热色材料100选为温度低于+0℃时不透明，遮住指示器99，而温度为+0℃和高于+0℃时透明，从而看不见，但可看到指示器99。因此，当环境温度刚好低于+5℃(从而可看见指示器99)和高于0℃(从而覆盖材料100不能遮住指示器99)时，指示器99将显示成正号(+)，指示测试器90′的用户可使电压源的正接点与指示器99下方的接点相接触。
另外，在测试器90′的实施例中，可把指示器96的热色材料选为温度低于+0℃时不透明，可在薄膜14上看见，而温度为+0°和高于+0℃时透明，看不见。如图13所示，当环境温度为0℃和高于0℃时，指示器96将为透明状态，且几乎看不见，而当环境温度低于0℃时，将看到指示器96，指出测试器90′与电压源正接点的连接处。
主要参考图16、17和18，图中显示了接点16a、16b和16c的三种结构例子，其中三个接点分别与在薄膜相对表面的三个指示器96、97和99对应。在这些图中，示出了部分薄膜14和各电池测试器90′的部分元件。
在图16中，接点16a、16b和16c沿导电通路16设置，导电通路具有电阻特性。例如，当由于指示器97的适当指示(而不是其它指示器96和99的指示)，把电压源的正极接至接点16a时，最大电阻与齐纳二极管20串联连接。另一方面，当电压源的正极接至接点16c时，最小电阻与齐纳二极管20串联连接。在后一种情况下，由于环境温度相对最低，所以希望齐纳二极管通以最大的电流，以最大程度地加热相关的热色显示器，从而获得所希望的表示电压源状态的输出。当由于指示器99的适当指示(而非其它指示器96和97的指示)将电压源24的正极接至接点16b时，中间大小的阻值与齐纳二极管20串联连接。
应该意识到，可以通过选择与齐纳二极管20一起接入电路的阻值来补偿将会影响热色显示器的环境温度。另一种做法和/或另外还有，可通过选择与齐纳二极管20一起接入电路的阻值来补偿将会影响齐纳二极管本身特性和/或电压源特性的环境温度。
图17A中，三个接点16a、16b和16c与电阻器101a、101b和101c相连，三个电阻器成串联连接。电阻器可以具有相同或不同的阻值。例如，如上所述，当由于指示器97的适当指示，将电压源24的正极接至接点16a时，最大阻值与齐纳二极管20串联连接，比如希望把测试器90′用在最高的环境温度下。另一方面，当电压源的正极接至接点16c时，最小阻值与齐纳二极管20串联连接，从而如上补偿最低的环境温度。与接点16b的连接使中间阻值与齐纳二极管串联。
如图17B所示，作为一种代替电阻器101a、101b和101c串联连接的方法，可把每个电阻器的一端接至一连接导电条16的公共节点，而各自的另一端分别接至接点16a、16b和16c。在这种情况下，每个电阻器具有不同的阻值，接在导电条16节点和接点16c之间的电阻最小，接在节点和接点16b之间的电阻为中间值，而接在节点和接点16a之间的阻值最大。
在图18中，三个接点16a、16b和16c分别与各自的电路102a、102b和102c相连，每条电路包括一齐纳二极管和一电阻器。这些电路102a、102b和102c的电阻器可与上述电阻器50一样用于补偿、限流、保护齐纳二极管和/或微调。各电路102a、102b和102c的齐纳二极管也可具有各自不同的特性，例如作为温度的函数的阈值电压等等，以便根据环境温度提供所希望的补偿或调节，使测试器90′正常工作。
另一种补偿环境温度的方式是在系统中使用一个元件，该元件可不考虑环境温度把温度敏感显示器加热至同一个绝对温度。这种加热元件一般在一温度范围内具有正的电阻温度系数，并且当元件达到某一绝对温度时阻值突然上升。Raychem(瑞侃)公司出售的“Polyswitch”即是一例这种加热元件。于是，选择温度敏感显示器12的热色材料，使其转变温度略高于加热元件加热齐纳二极管所至的绝对温度。图19示出了这种环境温度补偿系统的电路图。图19的电路103包括电池24和齐纳二极管20，齐纳二极管20与加热元件104并联。当电流流过电路时，加热元件产生热量，升高其温度以及齐纳二极管20和相邻的温度敏感显示器12(未示出)的温度。一旦加热元件104的温度达到某一绝对温度，其电阻突然升高，从而电流主要只流过齐纳二极管20。然后，通过齐纳二极管的电阻热效应加热齐纳二极管20和位于该位置之上方的温度敏感显示器12。加热元件104可以是一种油墨，可网板印刷在与齐纳二极管相邻的薄膜14上。
也可通过使用二极管20和限流电阻器120来实现电池/交流发电机测试器，其中限流电阻器120只在测试交流发电机时才加入图20的电路122中。限流电阻器120升高电路122的总阻值，从而降低流过齐纳二极管20的电流，其中齐纳二极管20用来产生热量，驱动温度敏感显示器12。选择限流电阻器120，使其具有的阻值能充分降低流过齐纳二极管的电流，从而当汽车行驶时，测试器可用于测试交流发电机产生的略高的充电信号电压。用这种方式，限流电阻器120有效地将二极管20的阈值导通电压偏移至较高的值。
图21示出了本发明本实施例电池/交流发电机测试器126的俯视图。测试器126包括温度敏感显示器12和一对接触指示器128和130，其中温度敏感显示器12与齐纳二极管20热耦合，接触指示器128和130指示当测试器测试电池或交流发电机时，测试器126将分别在何处与电池24的负极接触。当用测试器126测试电池时，测试器在指示器128正下方的接触区域与电池的负极接触。在这种情况下，限流电阻器120不加入电路122，电路形成如接点128处在闭合位置的图20所示。当用测试器126测试交流发电机时，测试器于指示器130正下方的接触区域与电池负极接触。这使图20所示的有效电路122中的接点130闭合而接点128断开，从而使限流电阻器120加至电路中。
测试器126还可通过使用上述图13和14描述的温度敏感接触指示器96和97以及图19所讨论的加热元件104，来补偿环境温度的效应。(图20用可变电阻器132说明，通过使用接触指示器96和97或更多的接触指示器，可在电路122中提供可变阻值，从而根据环境温度改变供给电路的阻值。)
图22示出了另一例实施例，其中电池测试器的电路具有过电流保护功能。电路138包括电气上串联的电池24、齐纳二极管20和电气元件140，其中电气元件140类似于上述图19描述的加热元件104，当该元件被加热接近某一温度时，它的阻值会增加很多。Raychem(瑞侃)公司出售的“Polyswitch”即是一例这类元件140。元件140与齐纳二极管20热耦合。因此，如果使用电路138的电池测试器按错误的极性连接一电池时，由于齐纳二极管20产生的热量是二极管二端未经偏置的电压的函数，所以散发的热量将加热元件140。当元件140的温度接近某点时，其电阻将大幅度增加，例如从0.1欧姆增加到10欧姆，从而使该元件起到一个限流电阻器的作用，并使电路元件免受损坏。也可以使温度敏感显示器(诸如上述结合限流电阻器讨论的温度敏感显示器)与元件140热耦合，从而当电池测试器按错误的极性连接时提供可视指示。
图23示出电池测试器150的实施例，它包括一热传导层152，位于聚酯薄膜14和温度敏感显示器12之间。热传导层152提高了热量从齐纳二极管20和显示器12的中心沿径向向外的热传导，从而使齐纳二极管20产生的热量传递至显示器12较大的区域。热传导层152最好不导电，而另一种做法是将该层放在薄膜14靠近齐纳二极管20的那一侧，或放在薄膜的两侧。
图24和25显示出电池测试器160和162的另外两个实施例，它们使用图案，便于可视地分析正在测试的电池的状态。图24所示的电池测试器160包括一温度敏感显示器164，它由一种椭圆形的黑色热色材料组成，该热色材料覆盖了多个同心着色的椭圆，例如最中央的椭圆为红色，中间的椭圆为黄色，而最外层的椭圆为绿色。当齐纳二极管对热色材料椭圆加热时，热色材料达到一状态，即椭圆的中心最热而椭圆的外围部分最冷。热色材料在椭圆内将达到的实际温度，以至将达到其转变温度并变透明的椭圆黑色材料的部分，将依赖于正被测试的测试器的状态。
对于一充电相当不足的电池，热色材料只有靠近椭圆中心的一小部分将转变成透明状态，从而只能看见内部红色的椭圆，电池的这一状态由标着“不足”的图案166表示。对于一充有一些电的电池，热色材料将有较大的区域达到其转变状态，可看见几个着色椭圆区，如内部的红色椭圆和中间的黄色椭圆。因于外层椭圆的热色材料还未达到其转变温度，所以这部分将仍为黑色。电池的这一状态由标着“中等”的图案168表示。对于一充好电的电池，基本上整个黑色热色材料区域将达到其转变温度，可看见全部三个同心椭圆，如内部的红色椭圆、中间的黄色椭圆和外围的绿色椭圆。该电池状态由标着“良好”的图案170表示。因此，用户通过将温度敏感显示器164与图案166、168和170作比较，可以根据与温度敏感显示器所显示的最接近的图案来读出相关的电池状态，从而可容易地判定电池的状态。
图25示出的电池测试器162包括一温度敏感显示器172，它可以与显示器164相同，也可与本说明书中揭示的其余的温度敏感显示器相同，或者是一种能把有关正在测试的电池状态的可视信息传递给用户的不同结构。这一特殊的测试器162的温度敏感显示器172实施例包括一椭圆形的热色材料，覆盖在一单色椭圆(如红色)上。根据被测电池的状态，可以通过已变成透明状态的热色材料看见从一小部分至一大部分的红色椭圆。用户将温度敏感显示器172的显示与上方成对的图案174a、176a、178a和180a作比较，以确定最接近的匹配。一旦显示器172与最接近的上方显示图案174a、176a、178a和180a相匹配时，用户就查看下方相应的图案174b、176b、178b和180b，以确定电池的电平。在该例中，下方的图案174b、176b、178b和180b中的每一个类似于一个汽车电池，其中的着色部分逐渐变大，表明电池充电的程度。
在某些情况下，可以把热色材料加在含有齐纳二极管的封装上，如图26所示。图26示出了一标准的齐纳二极管表面安装封装190，它具有触片192。温度敏感显示器194可以直接印在封装190的上表面196上。然后可把封装190装入与上述类似的、适当构造的电池测试器中。另一种做法，可把装有温度敏感显示器194的电气元件(如齐纳二极管封装190)用在许多其他装置中，在包括那些不同于电池测试器的电路中提供电流检测或电压检测。

Claims (40)

1.一种可选择地测量电池和交流发电机电压的装置，其特征在于，包括：
一块温度敏感材料；
生热装置，能根据所加的电流对所述温度敏感材料加热；
第一耦合装置，使所述生热装置与电池电气耦合，以测试电池；和
第二耦合装置，使所述生热装置与电池电气耦合，以测试交流发电机，其中所述第二耦合装置比所述第一耦合装置具有较高的阻值。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第二耦合装置包括一限流电阻器。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述生热装置包括二极管装置。
4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述二极管装置为一齐纳二极管。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括介于所述温度敏感材料和所述生热装置之间的一热传导装置，便于热量从所述生热装置沿径向传递至所述温度敏感材料。
6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括电气装置，它与所述温度敏感材料热耦合，用于将所述温度敏感材料加热至预定的绝对温度。
7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括一比较显示器，便于目视分析所述温度敏感材料。
8.一种可选择地测量电池和交流发电机电压的装置，其特征在于，包括：
第一温度敏感显示器；
第二温度敏感显示器；
第一电气装置，它与所述第一温度敏感显示器热耦合，当在所述第一电气装置两端加一沿第一方向流动且电压超过第一预定阈值电平的电流时，所述第一电气装置对所述第一温度敏感显示器加热；和
第二电气装置，它与所述第二温度敏感显示器热耦合，当在所述第二电气装置两端加一沿第二方向流动且电压超过第二预定阈值电平的电流时，所述第二电气装置对所述第二温度敏感显示器加热。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第一电气装置包括二极管装置。
10.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第二电气装置包括二极管装置。
11.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第二预定阈值电平高于所述第一预定阈值电平。
12.如权利要求8所述的装置，其特征在于，还包括一比较显示器，便于目视分析所述第一和第二温度敏感显示器。
13.一种用于测试电压源的装置，其特征在于，包括：
一温度敏感显示器；
第一电气装置，它与所述温度敏感显示器热耦合，当所述第一电气装置两端所加电压超过一预定阈值电平，所述第一电气装置对所述温度敏感显示器加热；和
第二电气装置，它与所述温度敏感显示器热耦合，用于将所述温度敏感显示器加热至一预定的绝对温度。
14.如权利要求13所述的装置，其特征在于，所述第一电气装置与所述第二电气装置电气并联连接。
15.如权利要求13所述的装置，其特征在于，所述第二电气装置包括一具有正的电阻温度系数的元件。
16.如权利要求15所述的装置，其特征在于，所述元件有一种印刷油墨。
17.如权利要求13所述的装置，其特征在于，所述预定的绝对温度高于预期的最高环境温度。
18.一种用于测试电压源的装置，其特征在于，包括：
一温度敏感显示器；
电气装置，当所述电气装置与所述电压源电气耦合时，用于对所述温度敏感显示器加热；和
一比较显示器，便于目视分析所述温度敏感显示器。
19.如权利要求18所述的装置，其特征在于，所述比较显示器包括多个表示所述电压源大致电压等级的图案。
20.如权利要求18所述的装置，其特征在于，所述电气装置包括一二极管。
21.如权利要求18所述的装置，其特征在于，所述电气装置包括一电阻加热装置。
22.如权利要求19所述的装置，其特征在于，所述多个图案呈电池的形状，各自不同的图案表示电池不同的充电程度。
23.如权利要求18所述的装置，其特征在于，介于所述温度敏感显示器和所述电气装置之间有热传导装置，便于热量从所述电气装置沿径向传递至所述温度敏感显示器。
24.一种用于测量电压源的装置，其特征在于，包括：
一温度敏感显示器；
电气装置，当所述电气装置与所述电压源电气耦合时，用于对所述温度敏感显示器加热；和
热传导装置，介于所述温度敏感显示器和所述电气装置之间，便于热量从所述电气装置沿径向传递至温度敏感显示器。
25.如权利要求24所述的装置，其特征在于，热传导装置不导电。
26.如权利要求24所述的装置，其特征在于，还包括一薄膜，至少在所述薄膜的一侧印有热传导装置，而且所述温度敏感显示器和所述电气装置位于所述薄膜不同侧面。
27.如权利要求24所述的装置，其特征在于，还包括与所述温度敏感显示器热耦合的加热装置，用于将所述温度敏感显示器加热至一预定的绝对温度。
28.一种用于测试电压的装置，其特征在于，包括：
一温度敏感显示器；
电气装置，与所述温度敏感显示器热耦合，当所述电气装置两端所加电压超过一预定阈值电平时，该电气装置对所述温度敏感显示器加热；和
补偿装置，用于补偿环境温度。
29.如权利要求28所述的装置，其特征在于，所述补偿装置包括一限流器，能随环境温度的变化改变流过所述电气装置的电流。
30.如权利要求29所述的装置，其特征在于，所述限流器包括多个电气串联的电阻器。
31.如权利要求29所述的装置，其特征在于，所述限流器包括多个各具不同阻值的电阻器。
32.如权利要求29所述的装置，其特征在于，所述限流器包括一具有电阻特性的导电条和用来选择所述导电条被接入电路与所述电气装置相连的长度。
33.如权利要求30所述的装置，其特征在于，还包括用来选择所述限流器之限流能力的电气连接。
34.如权利要求28所述的装置，其特征在于，所述电气装置包括多个电气装置，所述补偿装置包括各电气装置的各不相同的电气特性。
35.如权利要求34所述的装置，其特征在于，还包括用来选择用哪个所述电气装置来向所述温度敏感显示器提供热输入的电气连接。
36.一种用于测试电压的装置，其特征在于，包括：
一温度敏感显示器；
电气装置，与所述温度敏感显示器热耦合，当所述电气装置两端所加电压超过一预定阈值电平时，该电气装置对所述温度敏感显示器加热；和
指示装置，指示所述电气装置根据作为环境温度函数的电压而采用的各种连接。
37.如权利要求36所述的装置，其特征在于，所述指示装置包含热色材料。
38.如权利要求37所述的装置，其特征在于，所述指示装置还包括一指示器，而且所述热色材料随其温度的变化遮蔽或露出所述指示器。
39.如权利要求38所述的装置，其特征在于，所述指示器包含另一种热色材料，该材料随温度的变化而具有透明和不透明的特性。
40.如权利要求37所述的装置，其特征在于，所述热色材料呈一符号形状指明所述连接。
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