DE102008028384A1

DE102008028384A1 - Verbinder für ein 4-Draht-Widerstandsmessgerät sowie diesen verwendendes Widerstandsmessgerät

Info

Publication number: DE102008028384A1
Application number: DE102008028384A
Authority: DE
Inventors: Monte Stanwood Washbum
Original assignee: Fluke Corp
Current assignee: Fluke Corp
Priority date: 2007-06-15
Filing date: 2008-06-13
Publication date: 2008-12-24
Also published as: GB2450229A; FR2919435A1; FR2919435B1; CN101334426A; GB2450229B; GB0810329D0; US8232814B2; US7659732B2; US20100102839A1; US20080311796A1

Abstract

Ein Verbinder (10) für ein 4-Draht-Widerstandsmessgerät (80) beinhaltet ein Paar längliche Elemente (16, 18), die durch einen Verbindungssteg (18) voneinander beabstandet sind. Ein Paar längliche Kontakte (40) ist an nach vorne ragenden Bereichen von jedem der länglichen Elemente (14, 16) angebracht. Ein isolierendes Gehäuse (62) umschließt die länglichen Elemente (14, 16), die Kontakte (40) und den Steg (18). Die Kontakte (40), die an dem einen der länglichen Elemente (14, 16) angebracht sind, sind durch separate Drähte (60a, 60b) mit einer positiven Sonde verbunden, und die Kontakte (40), die an dem anderen der länglichen Elemente (16, 14) angebracht sind, sind durch separate Drähte (40) mit einer negativen Sonde verbunden. Die länglichen Elemente (14, 16) werden in jeweilige Anschlussöffnungen (88) eines 4-Draht-Widerstandsmessgeräts (80) eingesteckt. Zwei halbzylindrische leitfähige Hülsen (90) sind mit jeder der Öffnungen (88) ausgerichtet, wobei die Hülsen (90) mit den jeweiligen, in die Öffnung (88) eingesteckten Kontakten (40) in Kontakt treten sowie diese zusammendrücken.

Description

Die vorliegende Erfindung befasst sich mit Test- und Messgerätschaften und betrifft im Spezielleren einen Verbinder für ein Widerstandsmessgerät mit vier Anschlüssen.
Test- und Messinstrumente, wie zum Beispiel Spannungs-/Widerstandsmessgeräte, sind seit vielen Jahren üblich. Herkömmliche Spannungs-/Widerstandsmessgeräte beinhalten ein Paar Prüfanschlüsse, die mit positiv ("+") und ("–") bezeichnet sind und die durch jeweilige Drähte oder "Leitungen" mit Prüf- bzw. Messstellen verbunden werden. Jede Leitung hat im Allgemeinen einen jeweiligen Stecker an dem einen Ende, der sich in einen der Prüfanschlüsse des Spannungs-/Widerstandsmessgeräts stecken lässt, sowie eine Messsonde, eine Alligator- bzw. Abgreifklemme oder eine andere Konstruktion, die dazu ausgebildet ist, mit einer Prüf- bzw. Messstelle in elektrischen Kontakt zu treten.
Für Wechselstrom- oder Gleichstrom-Spannungsmessungen werden die Leitungen mit jeweiligen Messstellen verbunden, und die Spannung zwischen den Messstellen wird durch das Instrument gemessen. Für Widerstandsmessungen schickt das Spannungs-/Widerstandsmessgerät einen Strom zwischen die beiden Leitungen, und die Spannung zwischen den beiden Leitungen wird gemessen. Der Widerstand in Ohm wird dann als Verhältnis der Spannung zu dem Strom bestimmt. In der Praxis wird der Widerstand einfach durch Messen der Spannung gemessen, da der Strom im Allgemeinen konstant ist. Die gemessene Spannung oder genauer gesagt die gemessene Spannung, die hinsichtlich des Widerstands kalibriert ist, kann dann durch einen Benutzer auf einem Messgerät des Typs mit analogem Zeiger oder auf einer digitalen Anzeige abgelesen werden.
Herkömmliche Spannungs-/Widerstandsmessgeräte mit zwei Drähten sind bei den meisten Anwendungen sehr zufriedenstellend. Unter gewissen Umständen liefern sie jedoch nicht ausreichend exakte Widerstandsmessungen. Wenn zum Beispiel der zu messende Widerstand sehr niedrig ist, kann der Widerstand der Leitungen in Relation zu dem zu messenden Widerstand inakzeptabel hoch sein. Unter derartigen Umständen kann ein signifikanter Anteil der Spannung zwischen den Leitungen, wie diese von dem Instrument gemessen wird, aus Spannungsabfällen in den Leitungen anstatt dem zu messenden Widerstand resultieren. Das Instrument liefert dann eine fehlerhafte Widerstandsmessung. Es sei zum Beispiel angenommen, dass der zu messende Widerstand tatsächlich 0,5 Ohm beträgt und jede Leitung einen Widerstand von 0,2 Ohm aufweist. Wenn das Spannungs-/Widerstandsmessgerät einen Strom von 100 mA (das heißt 0,1 Amp.) durch die Leitungen schickt, würde die von dem Instrument gemessene Spannung zwischen den beiden Leitungen 0,09 Volt (das heißt 0,1·0,9) betragen. Das Instrument würde dann den zu messenden Widerstand mit 0,9 Ohm (das heißt 0,09/0,1) berechnen, während der zu messende Widerstand in Wirklichkeit 0,5 Ohm beträgt.
Zum Vermindern dieses Problems sind Widerstandsmessegeräte mit vier Drähten bzw. 4-Punkt-Messung entwickelt worden. Bei einem 4-Punkt-Widerstandsmessgerät wird jede von zwei Messstellen durch zwei separate Leitungen mit dem Instrument verbunden. Eine der Leitungen in jedem Paar führt den Strom zu oder von dem zu messenden Widerstand, und die andere Leitung in dem Paar misst die Spannung auf der einen Seite des zu messenden Widerstands. Jeglicher Spannungsabfall in der den Strom führenden Leitung spiegelt sich nicht in der Ablesung wider, da die die Spannung messende Leitung die Spannung an dem zu messenden Widerstand und nicht an der Verbindungsstelle zwischen dem Instrument und der den Strom führenden Leitung misst. Und da die Eingangsimpedanz der Widerstandsmessschaltung im Allgemeinen sehr hoch ist, führt die die Spannung messende Leitung nur sehr wenig Strom, sodass jeglicher Spannungsabfall über der Leitung nominal wird. Ein Beispiel eines 4-Draht-Widerstandsmessgeräts ist in dem US-Patent Nr. 5 508 621 von Wong beschrieben, das durch Bezugnahme zu einem Bestandteil der vorliegenden Anmeldung gemacht wird.
Insofern als 4-Draht-Widerstandsmessgeräte vier separate Leitungen aufweisen, muss auch das eigentliche Widerstandsmessgerät vier Prüfanschlüsse aufweisen. Diese Prüfanschlüsse sind üblicherweise als hoher ("HI") Anschluss, Sense-HI-Anschluss, der mit der gleichen Messstelle wie der HI-Anschluss verbunden ist, niedriger ("LO") Anschluss sowie Sense-LO-Anschluss bekannt, der mit dem LO-Anschluss verbunden ist. Der HI-Anschluss ist im Allgemeinen mit einer Stromquelle verbunden, und der LO-Anschluss ist im Allgemeinen mit einer entsprechenden Stromsenke verbunden. Der Sense-HI-Anschluss ist mit dem positiven Eingang eines Spannungsmessgeräts verbunden, und der Sense-LO-Anschluss ist mit dem negativen Eingang des Spannungsmessgeräts verbunden. Diese Prüfanschlüsse sind typischerweise in Form von zylindrischen Öffnungen oder "Buchsen" ausgebildet, in denen jeweilige "Bananenstecker"-Verbinder aufnehmbar sind. Bei einem Widerstandsmessgerät mit vier Drähten sind somit bisher typischerweise vier Bananenstecker-Buchsen erforderlich.
Eine Vorgehensweise zum Reduzieren der Anzahl von Buchsen bei einem 4-Draht-Widerstandsmessgerät ist in dem vorstehend genannten Patent von Wong beschrieben. Das in dem Wong-Patent beschriebene Widerstandsmessgerät verwendet zwei Bananenstecker, die durch einen Isolator körperlich miteinander verbunden sind. Jeder der Bananenstecker hat zwei axial voneinander beabstandete Kontakte, die mit den jeweiligen Leitungen verbunden sind. Die Bananenstecker mit zwei Kontakten werden in die jeweiligen Buchsen in dem Widerstandsmessgerät eingesteckt, und jede Buchse beinhaltet ein Paar axial voneinander beabstandeter Kontakte, die mit den entsprechenden Kontakten des Bananensteckers in Verbindung treten.
Der in dem Wong-Patent dargestellte Verbinder hat den Vorteil, dass die Anzahl der von dem Widerstandsmessgerät benötigten Buchsen vermindert ist, wobei er ferner derart ausgebildet ist, dass er mit herkömmlichen Leitungen mit zwei Drähten kompatibel ist, jedoch ohne den Vorteil einer Messung mit vier Drähten. Obwohl dieser Verbinder eine beträchtliche Verbesserung in der Technik darstellt, ist er dennoch in manchen Situationen nicht gerade ideal. Beispielsweise insofern, als die Kontakte des Bananensteckers freiliegen, können die Kontaktflächen von diesen leicht verunreinigt werden, wobei dies in unerwünschter Weise zu einer Erhöhung ihres Verbindungswiderstands führen kann. Auch ist es bei dem in dem Wong-Patent gezeigten Verbinder möglich, fehlerhafte Verbindungen mit dem Widerstandsmessgerät herzustellen. Wenn zum Beispiel die Bananenstecker nicht über eine ausreichende Distanz in ihre jeweiligen Buchsen eingesteckt werden, kann der Endkontakt des Bananensteckers die inneren und äußeren Kontakte der Buchse überbrücken. In einer derartigen Situation würde das Widerstandsmessgerät zwar eine Widerstandsmessung liefern, doch es wäre nicht ersichtlich, dass die ausgeführte Messung im Wesentlichen nur unter Verwendung von zwei anstatt von vier Drähten erfolgt.
Aus diesem Grund besteht ein Bedarf für einen verbesserten Verbinder zur Verwendung bei einem 4-Draht-Widerstandsmessgerät.
Erreicht wird diese Zielsetzung durch einen Verbinder, wie er im Anspruch 1 angegeben ist.
Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein 4-Draht-Prüfverbinder ein erstes und ein zweites elektrisch isolierendes, längliches Element, die durch einen Verbindungssteg über eine vorbestimmte Distanz voneinander getrennt sind. Ein Paar länglicher elektrischer Kontakte ist an entgegengesetzten Oberflächen von jedem der länglichen Elemente angebracht, und zwar mit einer derartigen Beabstandung voneinander, dass sie elektrisch voneinander getrennt sind. Die länglichen Elemente und der Verbindungssteg sind vorzugsweise von einem Gehäuse umgeben, das ein isolierendes zylindrisches Element beinhalten kann, das jedes der länglichen Elemente koaxial umgibt. Die Kontakte sind vorzugsweise aus einem federnd nachgiebigen Material gebildet, und sie sind in ihrem mittleren Bereich nach außen gewölbt. Die an dem einen der länglichen Elemente angebrachten Kontakte sind vorzugsweise durch einen ersten und einen zweiten leitfähigen Draht mit einem positiven Fühler bzw. einer positiven Sonde verbunden, und die an dem anderen der länglichen Elemente angebrachten Kontakte sind vorzugsweise durch einen dritten und einen vierten leitfähigen Draht mit einem negativen Fühler bzw. einer negativen Sonde verbunden. Im Gebrauch werden die länglichen Elemente vorzugsweise in die jeweiligen Anschlussöffnungen eines 4-Draht-Widerstandsmessgeräts eingesteckt, und die Kontakte an jedem länglichen Element werden durch ein Paar halbzylindrischer leitfähiger Hülsen zusammengedrückt, die die Kontakte mit internen Schaltungseinrichtungen in dem Widerstandsmessgerät verbinden.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung und Weiterbildungen der Erfindung werden im Folgenden an Hand der zeichnerischen Darstellungen von Ausführungsformen erläutert. In den Zeichnen zeigen:
1 eine auseinandergezogene isometrische Darstellung eines Verbinders für ein 4-Draht-Widerstandsmessgerät gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
2 eine isometrische Darstellung im teilweise montierten Zustand des Verbinders für ein 4-Draht-Widerstandsmessgerät gemäß 1;
3 eine isometrische Darstellung im vollständig montierten Zustand des Verbinders für ein 4-Draht-Widerstandsmessgerät gemäß 1 und 2;
4 eine auseinandergezogene isometrische Darstellung eines Verbinders für ein 4-Draht-Widerstandsmessgerät gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
5 eine isometrische Darstellung eines 4-Draht-Widerstandsmessgeräts, das zum Messen von Widerstand mittels vier Drähten verwendet wird, die unter Verwendung des Verbinders der 1 bis 3 mit dem Widerstandsmessgerät verbunden sind.
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung ausführlich beschrieben. Die 1 bis 3 zeigen ein Ausführungsbeispiel eines Verbinders 10 für ein 4-Draht-Widerstandsmessgerät. Unter Bezugnahme auf 1 beinhaltet der Verbinder 10 einen Rahmen 12, der mit zwei länglichen Elementen 14, 16 ausgebildet ist, die an dem einen Ende durch einen Steg 18 verbunden sind, sodass die länglichen Elemente 14, 16 über eine vorbestimmte Distanz voneinander beabstandet sind und von dem Steg 18 nach vorne ragen. Bei einem Ausführungsbeispiel des Rahmens 12 sind die Mittellinien der länglichen Elemente 14, 16 über eine Distanz von 0,75 Inch (ca. 1,9 cm) voneinander beabstandet. Der Rahmen 12 ist aus einem geeigneten Material hergestellt, beispielsweise Kunststoff. Das Material, aus dem zumindest die länglichen Elemente 14, 16 gebildet sind, sollte ebenfalls elektrisch isolierend sein. Der Steg 18 ist vorzugsweise, jedoch nicht unbedingt mit einer Reihe von Öffnungen 20 ausgebildet, die das Gewicht des Rahmens 12 reduzieren und die Materialmenge vermindern, die zum Bilden des Rahmens 12 erforderlich ist, ohne dass die Festigkeit des Rahmens 12 übermäßig vermindert wird. Jedes der länglichen Elemente 14, 16 weist eine im Wesentlichen ebene obere und untere Oberfläche 22 auf, an denen voneinander beabstandete Klemmelemente 24 und eine rechteckige Aussparung 26 ausgebildet sind, wobei die Gründe hierfür im Folgenden noch erläutert werden. Die Klemmelemente 24 und die rechteckigen Aussparungen 26 sind sowohl an den oberen Oberflächen der länglichen Elemente 14, 16, wie diese in den 1 und 2 gezeigt sind, als auch an den unteren Oberflächen der länglichen Elemente 14, 16 ausgebildet (die in den 1 und 2 nicht zu sehen sind). Ferner ist ein teilweise kugelförmiges Element 28 an dem nach vorne ragenden Ende von jedem der länglichen Elemente 14, 16 ausgebildet. Obwohl es in 1 nicht dargestellt ist, ist ein Paar Schlitze 30 entlang der rückwärtigen Oberfläche von jedem der teilweise kugelförmigen Elemente 28 ausgebildet, wobei die Schlitze mit der ebenen oberen bzw. unteren Oberfläche 22 im Wesentlichen fluchten.
Jedes der länglichen Elemente 14, 16 trägt ein Paar Kontakte 40 an seiner oberen und unteren Oberfläche. Die Kontakte 40 beinhalten jeweils einen geringfügig zylindrischen Bereich 42 mit einem Durchmesser, der ausgehend von dem jeweiligen Ende in Richtung auf seinen mittleren Bereich zunimmt, an dem ein Bereich 44 mit konstantem Durchmesser ausgebildet ist. Als Ergebnis hiervon sind die Kontakte 40 in ihrem mittleren Bereich nach außen gewölbt. Die Kontakte 40 sind vorzugsweise aus einem geeigneten Material gebildet, wie zum Beispiel aus Tellurium-Kupfer oder mit Gold plattiertem Beryllium-Kupfer, um für gute elastische Federeigenschaften und Leitfähigkeit zu sorgen. Bei manchen Ausführungsformen müssen die Kontakte 40 jedoch nicht federnd nachgiebig ausgebildet sein. Ein länglicher Schlitz 48 ist in jedem zylindrischen Bereich 42 derart ausgebildet, dass der zylindrische Bereich 42 zusammengedrückt werden kann, wie dies im Folgenden noch ausführlicher beschrieben wird. Eine Lasche 50 ragt von dem Ende jedes Kontakts 40 weg. Die Lasche 50 passt in den Schlitz 30, der in dem teilweise kugelförmigen Element 28 ausgebildet ist, um die Kontakte 40 an dem Rahmen 12 zu befestigen, wie dies in 2 gezeigt ist. Ein Paar Crimpelemente 54 ist an jedem Kontakt 40 an dem der Lasche 50 entgegengesetzten Ende ausgebildet. Bei dem Beispiel des in 1 dargestellten Verbinders 10 sind die Kontakte 40 auf symmetrisch gegenüberliegenden Seiten des Stegs 18, das heißt, an den Oberseiten und den Unterseiten der länglichen Elemente 14, 16 angeordnet. Es versteht sich jedoch, dass die Kontakte 40 auch eine andere Orientierung aufweisen könnten, wobei jedoch eine andere Orientierung weniger wünschenswert sein kann, da sie die Längen der länglichen Elemente 14, 16 einschränken könnte und/oder es schwieriger machen könnte, die Kontakte 40 mit den jeweiligen Drähten zu verbinden, wie dies im Folgenden beschrieben wird.
Unter weiterer Bezugnahme auf 2 sind dann, wenn die Kontakte 40 an dem Rahmen befestigt sind, die Crimpelemente 54 in die rechteckigen Aussparungen 26 (1) gepasst, die in den ebenen Oberflächen 22 ausgebildet sind, wobei die Crimpelemente 54 mit den Klemmelementen 24 fluchten. Ein jeweiliger Draht 60 weist einen zwischen die Crimpelemente 24 jedes Kontakts 40 gecrimpten Leiter 64 und einen isolierenden Mantel 68 auf, der von den Klemmelementen 24 gehalten ist. Das Festklemmen des isolierenden Mantels 68 durch die Klemmelemente 24 und das Festcrimpen des Leiters 64 durch die Crimpelemente 24 hat den Effekt, dass der rückwärtige Bereich jedes Kontakts 40 an dem Rahmen 12 befestigt ist.
Nachdem die Kontakte 40 an dem Rahmen 12 befestigt sind und die Drähte 60 in der in 2 dargestellten Weise angebracht sind, wird ein Gehäuse 62 um den Rahmen 12 und die Kontakte 40 herum angebracht, wie dies in 3 gezeigt ist. Das Gehäuse 62 ist aus einem beliebigen geeigneten Material, beispielsweise Kunststoff, gebildet. Das Gehäuse 62 beinhaltet ein Paar zylindrische Bereiche 64, die die sich nach vorne erstreckenden Bereiche der länglichen Elemente 14, 16 einschließlich der Kontakte 40 umgeben. Die zylindrischen Bereiche 64 haben die Funktion, die Kontakte 40 gegenüber der äußeren Umgebung elektrisch zu isolieren, sodass die Oberflächen der Kontakte 40 nicht verunreinigt werden, da hierdurch ihr Oberflächenwiderstand übermäßig erhöht werden könnte. Ferner beinhaltet das Gehäuse 62 ein Paar zylindrische Bereich 66 mit einem größeren Durchmesser als die Bereiche 64, wobei die zylindrischen Bereiche 66 durch einen zwischengeordneten Bereich 68 miteinander verbunden sind, der den Steg 18 des Rahmens 12 umschließt. Schließlich ragt ein Paar konische Bereiche 70 nach hinten zu einer Öffnung, durch die sich die jeweiligen Drähte 60 hindurch erstrecken.
4 zeigt ein weiteres Beispiel eines Verbinders 10 für ein 4-Draht-Widerstandsmessgerät. Der Verbinder 10' beinhaltet im Wesentlichen die gleichen Komponenten, die auch bei dem in den 1 bis 3 gezeigten Verbinder 10 verwendet wer den. Im Interesse der Kürze sind somit die Komponenten mit entsprechenden Bezugszeichen bezeichnet, wobei auf eine Wiederholung der Beschreibung ihrer Konstruktion und Funktionsweise verzichtet wird. Der Verbinder 10' unterscheidet sich von dem in den 1 bis 3 gezeigten Verbinder in erster Linie in der Formgebung seiner Komponenten. Zum Beispiel ist der Rahmen 12' dicker als der bei dem Verbinder 10 verwendete Rahmen 12, die länglichen Elemente 14', 16' sind zylindrischer ausgebildet als die bei dem Verbinder 10 verwendeten länglichen Elemente 14, 16, und die Kontakte 40' sind im Vergleich zu den bei dem Verbinder 10 verwendeten Kontakten 40 wesentlich dünner und anders geformt.
Der Verbinder 10 oder 10' für ein 4-Draht-Widerstandsmessgerät ist in 5 in Verwendung bei einem Widerstandsmessgerät 80 herkömmlicher Ausbildung dargestellt. Das Widerstandsmessgerät 80 beinhaltet eine digitale Anzeige 84, von Hand betätigbare Steuerungen 86 sowie ein Paar Öffnungen 88. Der Verbinder 10 wird in die Öffnungen 88 des Widerstandsmessgeräts 80 eingesteckt, und zwei Drähte 60a, 60b sowie 60c, 60d erstrecken sich aus der an dem Ende der jeweiligen konischen Bereiche 70 ausgebildeten Öffnung heraus. Wie in 5 gezeigt ist, liegen die Drähte 60a, 60b in Form eines ersten Koaxialkabels vor, und die Drähte 60c, 60d liegen in Form eines zweiten Koaxialkabels vor. Es können jedoch auch separate Drähte oder andere Drahtkonfigurationen verwendet werden. Die Drähte 60a, 60b sind mit einer positiven Spannungssonde 74a verbunden, und die Drähte 60c, 60d sind mit einer positiven Stromsonde 74b verbunden. Die Sonden 74a, 74b werden mit Anschlüssen T eines zu messenden Widerstands R in elektrischem Kontakt angeordnet. Die Sonden 74a bis d können herkömmlicher Ausbildung sein, wie zum Beispiel Alligator-Klemmen, Nadelsonden, Festklemmsonden und Bananenstecker, um nur einige wenige zu nennen. Die Sonden 74a bis d sind mit geeigneten Bezeichnungen und/oder einer Farbcodierung markiert, die ihre Polarität entweder als positiv oder als negativ identifiziert. Alternativ hierzu können die beiden Drähte 60a, 60b, die zum Erfassen von positiver Spannung und positivem Strom verwendet werden, mit separaten Sonden verbunden sein, und die beiden Drähte 60c, 60d, die zum Erfassen von negativer Spannung und negativem Strom verwendet werden, können wiederum mit separaten Sonden verbunden sein.
Der Verbinder 10 wird in das Widerstandsmessgerät 80 eingesteckt, indem jeder der zylindrischen Bereiche 64 in eine jeweilige Öffnung 88 eingesetzt wird. Mit jeder der Öffnungen 88 ist ein Paar elektrisch leitfähiger, halbkreisförmiger Hülsen 90 ausgerichtet, die elektrisch voneinander isoliert sind. Der Außendurchmesser der Hülsen 90 ist klein genug, dass er in die zylindrischen Bereiche 64 passt, und der Innendurchmesser der Hülsen 90 ist derart gewählt, dass er die Kontakte 40 in einem leicht zusammengedrückten Zustand umschließt. Bei einigen Ausführungsformen des Verbinders 10, bei denen die Kontakte 40 nicht federnd nachgiebig ausgebildet sind, können jedoch die Hülsen 90 in federnd nachgiebiger Weise nach innen vorgespannt sein, um die Kontaktierung mit den Kontakten 40 aufrecht zu erhalten. Wenn jeder der zylindrischen Bereiche 64 durch eine jeweilige der Öffnungen 88 eingesetzt ist, tritt der eine der an einem jeweiligen der länglichen Elemente 14, 16 angebrachten Kontakte mit der einen von den halbkreisförmigen Hülsen 90 in Kontakt, und der andere Kontakt, der an dem gleichen länglichen Element 14, 16 angebracht ist, tritt mit der anderen halbkreisförmigen Hülse 90 in Kontakt. In dem Fall, dass die Kontakte 40 eine winkelmäßige Orientierung aufweisen, bei der sie nicht symmetrisch relativ zu dem Steg 18 angeordnet sind, würde sich somit die winkelmäßige Orientierung der Hülsen 90 ändern, sodass jeder Kontakt 40 mit einer und nur mit einer Hülse 90 in elektrischen Kontakt tritt. Insofern als die Kontakte 40 über eine beträchtliche Distanz entlang der Länge der Hülsen mit den jeweiligen Hülsen 90 in Berührung treten können, sind die korrekten Verbindungen zwischen den Sonden und dem Widerstandsmessgerät 80 auch dann gewährleistet, wenn die zylindrischen Bereiche 64 nicht über die gesamte Strecke in die jeweiligen Öffnungen 88 eingeführt sind.
Die Hülsen 90 können zwar in verschiedenartiger Weise mit internen Schaltungseinrichtungen 100 in dem Widerstandsmessgerät 80 verbunden sein, jedoch sind die Hülsen 90 vorzugsweise durch die jeweiligen Drähte 60 mit Sonden verbunden, die den gleichen Anschluss T des zu messenden Widerstands R kontaktieren. Mit anderen Worten, ist eine Hülse 90, die mit einer Öffnung 88 ausgerichtet ist, vorzugsweise mit der positiven Spannungssonde 74a verbunden, während die andere Hülse 90, die mit der gleichen Öffnung 88 ausgerichtet ist, vorzugsweise mit der positiven Stromsonde 74b verbunden ist. In ähnlicher Weise ist eine Hülse 90, die mit der anderen Öffnung 88 ausgerichtet ist, vorzugsweise mit der negativen Spannungssonde 74c verbunden, während die andere Hülse 90, die mit der gleichen Öffnung 88 ausgerichtet ist, vorzugsweise mit der negativen Stromsonde 74d verbunden ist. Durch Verbinden der Hülsen 90 mit den internen Schaltungseinrichtungen 100 in dieser Weise schafft die Möglichkeit, dass der Verbinder vollständig "rückwärts kompatibel" ist. Im Spezielleren kann das 4-Draht-Widerstandsmessgerät 80 einen geeignet dimensionierten 2-Draht-Verbinder (nicht gezeigt) aufnehmen und dennoch akkurate Widerstandsmessungen liefern, da jeder Draht mit den Hülsen 88 verbunden wird, die die gleiche Spannungs- und Strompolarität aufweisen. In der Tat kann der 4-Draht-Verbinder 10 auch als 2-Draht-Verbinder verwendet werden, indem er zwei Drähte (nicht gezeigt) aufnimmt, von denen jeder mit einem oder beiden der an einem jeweiligen der länglichen Elemente 14, 16 angebrachten Kontakte verbunden wird. Auch kann der Verbinder 10 in geeignet dimensionierte Öffnungen von herkömmlichen 2-Draht-Widerstandsmessgeräten (nicht gezeigt) eingeführt werden, wobei eine korrekte Widerstandsmessung erzielt wird, wenn die Sonden in der gleichen Weise wie bei einer 4-Draht-Widerstandsmessung verbunden sind.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- US 5508621 [0005]

Claims

4-Draht-Prüfverbinder (10) aufweisend: ein erstes und ein zweites elektrisch isolierendes, längliches Element (14, 16), die durch einen Verbindungssteg (18) über eine vorbestimmte Distanz voneinander getrennt sind; und ein Paar längliche elektrische Kontakte (40), die auf entgegengesetzten Oberflächen (22) von jedem der länglichen Elemente (14, 16) angebracht sind, wobei die an jedem der länglichen Elemente (14, 16) angebrachten Kontakte (40) derart voneinander beabstandet sind, dass sie elektrisch voneinander isoliert sind.
4-Draht-Prüfverbinder nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Gehäuse (52), das die länglichen Elemente (14, 16) und den Verbindungssteg (18) umschließt, wobei das Gehäuse (62) ein isolierendes zylindrisches Element (64) beinhaltet, das jedes der länglichen Elemente (14, 16) umgibt und koaxial zu diesem ist.
4-Draht-Prüfverbinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die länglichen Elemente (14, 16) in Längsrichtung von dem Steg (18) wegragen und jeweils in einem vergrößerten Bereich enden, in dem ein Paar Schlitze (30) in gegenüber liegenden Oberflächen des länglichen Elements ausgebildet sind, und dass eine jeweilige Lasche (50) von dem einen Ende jedes Kontakts (40) wegragt und von einem jeweiligen der Schlitze (30) aufgenommen ist, sodass die Kontakte (40) an den länglichen Elementen (14, 16) befestigt sind.
4-Draht-Prüfverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontakte (40) aus federnd nachgiebigem Material gebildet sind, und die Kontakte (40) in Richtung auf ihre mittleren Bereiche nach außen gewölbt sind.
4-Draht-Prüfverbinder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein länglicher Schlitz (48) in jedem der Kontakte (40) ausgebildet ist, um das federnd nachgiebige Zusammendrücken des Kontakts zu erleichtern.
4-Draht-Prüfverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Paar Crimpelemente (24) an einem Ende von jedem der Kontakte (40) ausgebildet ist.
4-Draht-Prüfverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein leitfähiger Draht (60) mit jedem der Kontakte (40) verbunden ist.
4-Draht-Prüfverbinder nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die einen Drähte (60), die mit den an dem einen länglichen Element (14, 16) angebrachten Kontakten (40) verbunden sind, als positive Drähte bezeichnet sind, und dass die anderen Drähte, die mit den an dem anderen länglichen Element (16, 14) angebrachten Kontakten verbunden sind, als negative Drähte bezeichnet sind.
4-Draht-Prüfleitungsset, aufweisend: eine positive Sonde (74a, 74b) und eine negative Sonde (74c, 74d); einen ersten und einen zweiten leitfähigen Draht (60a, 60b), die mit der positiven Sonde (74a, 74b) verbunden sind; einen dritten und einen vierten leitfähigen Draht (60b, 60c), die mit der negativen Sonde (74c, 74d) verbunden sind; und einen 4-Draht-Verbinder (10), der Folgendes aufweist: ein erstes und ein zweites elektrisch isolierendes, längliches Element (14, 16), die durch einen Verbindungssteg (18) über eine vorbestimmte Distanz voneinander getrennt sind; ein Paar längliche elektrische Kontakte (40), die an entgegengesetzten Oberflächen (22) von jedem der länglichen Elemente (14, 16) angebracht sind, wobei die an jedem der länglichen Elemente (14, 16) angebrachten Kontakte (40) voneinander beabstandet sind, wobei einer der elektrischen Kontakte mit dem ersten leitfähigen Draht verbunden ist, ein weiterer der elektrischen Kontakte mit dem zweiten leitfähigen Draht verbunden ist, ein weiterer der elektrischen Kontakte mit dem dritten leitfähigen Draht verbunden ist, und der letzte der elektrischen Kontakte mit dem vierten leitfähigen Draht verbunden ist.
4-Draht-Prüfleitungsset nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontakte (40), die mit dem ersten und dem zweiten leitfähigen Draht verbunden sind, an dem einen der länglichen Elemente (14, 16) angebracht sind, und dass die Kontakte, die mit dem dritten und dem vierten leitfähigen Draht verbunden sind, an dem anderen der länglichen Elemente (16, 14) angebracht sind.
4-Draht-Prüfleitungsset nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite leitfähige Draht mit einer gemeinsamen Sonde verbunden sind, und dass der dritte und der vierte leitfähige Draht mit einer gemeinsamen Sonde verbunden sind, die von der Sonde verschieden ist, mit der der erste und der zweite leitfähige Draht verbunden sind.
4-Draht-Prüfleitungsset nach einem der Ansprüche 9 bis 11, weiterhin gekennzeichnet durch ein Gehäuse (62), das die länglichen Elemente (14, 16) und den Verbindungssteg (18) umschließt, wobei das Gehäuse (62) ein isolierendes zylindrisches Element beinhaltet, das jedes der länglichen Elemente (14, 16) umgibt und koaxial zu diesem ist.
4-Draht-Prüfleitungsset nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die länglichen Elemente (14, 16) in Längsrichtung von dem Steg (18) wegragen und jeweils in einem vergrößerten Bereich enden, in dem ein Paar Schlitze (30) in gegenüber liegenden Oberflächen des länglichen Elements ausgebildet sind, und dass eine jeweilige Lasche (50) von dem einen Ende jedes Kontakts (40) wegragt und von einem jeweiligen der Schlitze (30) aufgenommen ist, sodass die Kontakte (40) an den länglichen Elementen (14, 16) befestigt sind.
4-Draht-Prüfleitungsset nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontakte (40) aus federnd nachgiebigem Material gebildet sind, und die Kontakte (40) in Richtung auf ihre mittleren Bereiche nach außen gewölbt sind.
4-Draht-Prüfleitungsset nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein länglicher Schlitz (48) in jedem der Kontakte (40) ausgebildet ist, um das federnd nachgiebige Zusammendrücken des Kontakts zu erleichtern.
4-Draht-Prüfleitungsset nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass ein Paar Crimpelemente (24) an einem Ende von jedem der Kontakte (40) ausgebildet ist.
4-Draht-Widerstandsmessgerät (80), aufweisend: ein Gehäuse; eine Anzeige (84), die an dem Gehäuse angebracht ist und von außerhalb des Gehäuses sichtbar ist; elektrische Schaltungseinrichtungen, die im Inneren des Gehäuses angebracht sind und mit der Anzeige verbunden sind, wobei die elektrischen Schaltungseinrichtungen eine Stromquelle, eine Stromsenke und eine Spannungsmessvorrichtung mit einem positiven Anschluss und einem negativen Anschluss beinhalten; und eine erste und eine zweite Anschlussöffnung (88), die in dem Gehäuse gebildet sind, wobei jede der Anschlussöffnungen (88) ein Paar halbzylindrische leitfähige Hülsen (90) aufweist, die mit der jeweiligen Öffnung (88) ausgerichtet sind und elektrisch voneinander isoliert sind, wobei die Hülsen (90) mit den elektrischen Schaltungseinrichtungen derart verbunden sind, dass eine der mit der ersten Öffnung (88) ausgerichteten Hülsen mit der Stromquelle verbunden ist, die andere der mit der ersten Öffnung (88) ausgerichteten Hülsen (90) mit dem positiven Anschluss der Spannungsmessvorrichtung verbunden ist, und dass eine der mit der zweiten Öffnung ausgerichteten Hülsen (90) mit der Stromsenke verbunden ist und die andere der mit der zweiten Öffnung (88) ausgerichteten Hülsen (90) mit dem negativen Anschluss der Spannungsmessvorrichtung verbunden ist.
System zum Messen der Widerstands zwischen einem ersten und einem zweiten Anschluss einer Widerstandsvorrichtung, wobei das System Folgendes aufweist: ein 4-Draht-Widerstandsmessgerät (80), das Folgendes aufweist: ein Gehäuse; eine Anzeige (84), die an dem Gehäuse angebracht ist und von außerhalb des Gehäuses sichtbar ist; elektrische Schaltungseinrichtungen, die im Inneren des Gehäuses angebracht sind und mit der Anzeige verbunden sind, wobei die elektrischen Schaltungseinrichtungen eine Stromquelle, eine Stromsenke und eine Spannungsmessvorrichtung mit einem positiven Anschluss und einem negativen Anschluss beinhalten; und eine erste und eine zweite Anschlussöffnung (88), die in dem Gehäuse gebildet sind, wobei jede der Anschlussöffnungen (88) ein Paar halbzylindrische leitfähige Hülsen (90) aufweist, die mit der jeweiligen Öffnung (88) ausgerichtet sind und elektrisch voneinander isoliert sind, wobei die Hülsen (90) mit den elektrischen Schaltungseinrichtungen derart verbunden sind, dass eine der mit der ersten Öffnung (88) ausgerichteten Hülsen mit der Stromquelle verbunden ist, die andere der mit der ersten Öffnung (88) ausgerichteten Hülsen (90) mit dem positiven Anschluss der Spannungsmessvorrichtung verbunden ist und dass eine der mit der zweiten Öffnung ausgerichteten Hülsen (90) mit der Stromsenke verbunden ist und die andere der mit der zweiten Öffnung (88) ausgerichteten Hülsen (90) mit dem negativen Anschluss der Spannungsmessvorrichtung verbunden ist; eine positive Sonde (74a, 74b) und eine negative Sonde (74c, 74d); einen ersten und einen zweiten leitfähigen Draht (60a, 60b), die mit der positiven Sonde (74a, 74b) verbunden sind; einen dritten und einen vierten leitfähigen Draht (60b, 60c), die mit der negativen Sonde (74c, 74d) verbunden sind; und einen 4-Draht-Verbinder (10), der Folgendes aufweist: ein erstes und ein zweites elektrisch isolierendes, längliches Element (14, 16), die durch einen Verbindungssteg (18) über eine vorbestimmte Distanz voneinander getrennt sind; ein Paar längliche elektrische Kontakte (40), die an entgegengesetzten Oberflächen (22) von jedem der länglichen Elemente (14, 16) angebracht sind, wobei die an jedem der länglichen Elemente (14, 16) angebrachten Kontakte (40) voneinander beabstandet sind, wobei die an dem einen der länglichen Elemente (14, 16) angebrachten Kontakte (40) mit dem ersten bzw. dem zweiten Draht verbunden sind, und die an dem anderen der länglichen Elemente angebrachten Kontakte mit dem dritten bzw. vierten Draht verbunden sind, wobei die mit dem ersten und dem zweiten leitfähigen Draht verbundenen Kontakte derart dimensioniert und konfiguriert sind, dass sie in die Hülsen (90) passen, die mit der ersten Öffnung (88) des Widerstandsmessgeräts ausgerichtet sind, sowie mit den jeweiligen Hülsen in Kontakt treten, die mit der ersten Öffnung ausgerichtet sind, wobei die mit dem dritten und dem vierten leitfähigen Draht verbundenen Kontakte derart dimensioniert und konfiguriert sind, dass sie in die mit der zweiten Öffnung (88) des Widerstandsmessgeräts (80) ausgerichteten Hülsen passen und mit den jeweiligen Hülsen in Kontakt treten, die mit der zweiten Öffnung ausgerichtet sind.
System nach Anspruch 18, weiterhin gekennzeichnet durch ein Gehäuse (62), das die länglichen Elemente (14, 16) und den Verbindungssteg (18) umschließt, wobei das Gehäuse (62) ein isolierendes zylindrisches Element beinhaltet, das jedes der länglichen Elemente (14, 16) umgibt und koaxial zu diesem ist.
System nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass die länglichen Elemente (14, 16) in Längsrichtung von dem Steg (18) wegragen und jeweils in einem vergrößerten Bereich enden, in dem ein Paar Schlitze (30) in gegenüber liegenden Oberflächen des länglichen Elements ausgebildet sind, und dass eine jeweilige Lasche (50) von dem einen Ende jedes Kontakts (40) wegragt und von einem jeweiligen der Schlitze (30) aufgenommen ist, sodass die Kontakte (40) an den länglichen Elementen (14, 16) befestigt sind.
System nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontakte (40) aus federnd nachgiebigem Material gebildet sind und die Kontakte (40) in Richtung auf ihre mittleren Bereiche nach außen gewölbt sind.
System nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass ein länglicher Schlitz (48) in jedem der Kontakte (40) ausgebildet ist, um das federnd nachgiebige Zusammendrücken des Kontakts zu erleichtern.
System nach einem der Ansprüche 18 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass ein Paar Crimpelemente (24) an einem Ende von jedem der Kontakte (40) ausgebildet ist.