DE19954182A1 - Elektronischer Multimeter - Google Patents

Elektronischer Multimeter

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine neuartige Ausbildung eines elektronischen Multimeter mit einer Vielzahl von Meßbuchsen, mit einer Steuer- und Meßelektronik sowie mit wenigstens einem Anzeige-Display, wobei unterschiedliche Meßfunktionen zur Messung jeweils wenigstens einer elektrischen Größe durch unterschiedliche, zulässige Belegungen der Meßbuchsen möglich sind.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektronisches Multimeter und dabei speziell auf ein Digital-Multimeter.
Digital-Multimeter sind in verschiedensten Ausführungen bekannt und besitzen mehrere Meßbuchsen, und zwar in Regel eine COM-Buchse, eine Meßbuchse zur Messung von Spannungen und wenigstens eine Meßbuchse zur Strommessung. Die Spannungs-Meßbuchse wird dann (zusammen mit der COM-Buchse) beispielsweise auch zur Widerstandsmessung, zur Durchgangsprüfung, zum Diodentest sowie zur Frequenzmessung verwendet.
Weiterhin sind bei Multimetern vielfach auch Meßsockel oder zusätzliche Anschlüsse für Zusatz-Meß- oder Prüffunktionen vorgesehen, beispielsweise für die Temperaturmessung mit einem angeschlossenen Temperatursensor, für eine Kapazitäts- oder Induktivitätsmessung sowie zum Testen von Transistoren.
Nachteilig bei bekannten Multimetern ist u. a., daß zwischen den einzelnen, den Meßbuchsen und den Meßsockeln zugeordneten Funktionen und Unterfunktionen manuell umgeschaltet werden muß. Dies ist nicht nur umständlich, sondern kann auch zu Fehlbedienungen mit der Folge von Beschädigungen oder Zerstörungen des Multimeters führen, und zwar beispielsweise dann, wenn die gewählte Belegung z. B. der Meßbuchsen nicht mit der eingestellten Meßfunktion oder dem eingestellten Meßbereich übereinstimmt.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Vielfachmeßgerät bzw. Multimeter aufzuzeigen, welches diese Nachteile vermeidet. Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Multimeter entsprechend dem Patentanspruch 1 ausgebildet.
Bei dem erfindungsgemäßen Multimeter erfolgt durch die Steuer- und Meßelektronik allein aus der detektierten Belegung der Meßbuchsen automatisch die Freigabe nur der dieser Belegung entsprechenden Meßfunktion oder Unterfunktion, während alle übrigen Funktionen und Meßbereiche gesperrt sind.
"Meßfunktion" bedeutet im Sinne der Erfindung die Funktion einer Meßbuchse zur Messung einer elektrischen Größe, z. B. eines Stromes. "Meßfunktion" im Sinne der Erfindung bedeutet aber auch eine übergeordnete Funktion einer Meßbuchse, nämlich die wahlweise Messung unterschiedlicher Größen (z. B. Spannung, Widerstand, Frequenz usw.) und/oder die wahlweise Messung einer oder mehrerer Größen in unterschiedlichen Meßbereichen, jeweils als "Unterfunktion" im Sinne der Erfindung.
Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 in vereinfachter schematischer Darstellung ein elektrisches Mehrfach- Meßgerät oder Multimeter in Draufsicht;
Fig. 2-4 in vereinfachter Darstellung eine der Meßbuchsen des Multimeters, zusammen mit einer sehr vereinfachten Darstellung des Displays und einer u. a. die Meß- und Steuerelektronik aufweisenden Platine;
Fig. 5-9 verschiedene Displaydarstellungen in Abhängigkeit von der Belegung der Meßbuchsen oder Meßsockel des Multimeters.
Das in den Figuren allgemein mit 1 bezeichnete elektronische Multimeter gestattet die Messung verschiedener elektrischer Größen, und zwar bei der dargestellten Ausführungsform die Messung von Spannungen, Strömen, ohmschen Widerstandswerten, der Frequenz, der Temperatur, der Kapazität, der Induktivität sowie auch die Messung bzw. Prüfung von Transistoren und Dioden. Hierfür weist das Multimeter 1 an der Oberseite seines Gehäuses mehrere Meßbuchsen und Sockel auf, nämlich:
  • - COM-Buchse oder gemeinsame Meßbuchse 2;
  • - Meßbuchse 3 zur Messung von hohen Strömen, beispielsweise bis 20 A;
  • - Meßbuchse 4 zum Messen von niedrigen Strömen;
  • - Meßbuchse 5 zum Messen von Spannungen, ohmschen Widerständen und der Frequenz sowie zur Durchgangsprüfung und zum Testen von Dioden;
  • - Meßsockel 6 zu Prüfen von Transistoren;
  • - Meßsockel 7 für Kapazitäts- und Induktivitätsmessung;
  • - Meßsockel 8 zur Temperaturmessung.
An die Meßbuchsen 2-5 sind in üblicher Weise über Stecker 9 und Meßleitungen 10 anschließbar, wobei für jede Messung jeweils eine Meßbuchse 3-5 in Verbindung mit der gemeinsamen Meßbuchse 2 verwendet wird.
An der Vorderseite des Multimeters 1 ist weiterhin oberhalb des von den Meßbuchsen 2-5 und den Meßsockeln 7-8 eingenommen Bereichs ein Display 11 (beispielsweise LCD-Display) vorgesehen, welches derart konfiguriert und von der einen Microcontroller aufweisenden Steuer- und Meßelektronik, die in den Fig. 2-4 allgemein mit 12 bezeichnet und auf einer Platine 13 des Multimeters 1 vorgesehen ist, angesteuert ist, daß auf diesem Display 11 ein Bereich bzw. Feld 11' gebildet ist, auf dem der jeweilige Meßwert und dessen physikalische Größe angezeigt wird. Unterhalb des Bereiches 11' sind bei der dargestellten Ausführungsform entlang des unteren Randes des Displays vier Funktionsfelder 11" gebildet, in denen verschiedene, für die Meßfunktion und die Auswahl von Unterfunktionen notwendige Hinweise angezeigt werden, wie dies nachstehend mit den Fig. 5-9 näher beschrieben ist.
Jedem Funktionsfeld 11" ist eine Funktionstaste 14 zugeordnet, die sich außerhalb des Displays 11 unmittelbar unterhalb des jeweiligen Funktionsfeldes 11" befindet und mit der die in dem zugehörigen Funktionsfeld 11" angezeigte Unterfunktion ausgewählt werden kann. Unterhalb der Funktionstasten 14 ist eine Menütaste 15 vorgesehen.
Eine Besonderheit des Multimeters 1 besteht darin, daß an jeder Meßbuchse 2-5 ein Sensor vorgesehen ist, der beim Belegen der betreffenden Meßbuchse mit einer Meßleitung 10 bzw. mit dem zugehörigen Stecker 9 ein diese Belegung kennzeichnendes Signal an die Steuer- und Meßelektronik 12 liefert. Ebenso wie die Meßbuchsen 2-5 sind auch die zugehörigen Sensoren 16 an der Platine 13 vorgesehen.
Die in der Fig. 2 dargestellten Sensoren 16 sind mechanische Kontakte, die beim Einstecken des Steckers 9 in die betreffende Meßbuchse 2-5 betätigt werden. Auch andere Sensoren sind denkbar, beispielsweise opto-elektronische Sensoren. Die Fig. 3 zeigt einen Sensor 16a in Form einer opto-elektroninschen Reflexlichtschranke. Fig. 4 zeigt einen Sensor 16b in Form einer opto-elektrischen Gabel-Lichtschranke. Grundsätzlich sind auch induktive oder kapazitive Sensoren usw. denkbar.
In den Fig. 5ff sind die verschiedensten Funktionen dargestellt. Ist beispielsweise keine Meßbuchse 2-5 von einem Meßstecker 9 belegt, so schaltet das Multimeter 1 nach dem Einschalten oder Aktivieren wegen des Fehlens von Signalen der Sensoren 16, 16a bzw. 16b automatisch in einen Meßmodus, bei dem die Buchsen 2-5 bzw. die diesen zugeordneten Meßfunktionen gesperrt sind und nur eine Messung mit den Meßsockeln 6-8 möglich ist.
Auf dem Display 11 erscheint zunächst die in der Position a der Fig. 5 wiedergegebene Display- oder Menüdarstellung, d. h. in den Funktionsfeldern 11" sind die verschiedenen Meßmöglichkeiten oder Unterfunktionen "C" (Kapazitätsmessung), "L" (Induktivitätsmessung), "hfe" (Transistorprüfung) und "TEMP" (Temperaturmessung) angezeigt. Mit den darunter angeordneten Auswahl- oder Funktionstasten 14 kann eine dieser Unterfunktionen ausgewählt werden, wie dies in den Positionen b-e der Fig. 5 dargestellt ist. Nach Anwahl einer Unterfunktion ist für diese evtl. über freigegebene Funktionstasten 14 eine weitere Auswahl von Unterfunktionen möglich.
Durch Betätigen der Menütaste 15 kann in das Ausgangsmenü der Position a der Fig. 5 zurückgekehrt werden.
Wesentlich ist also, daß dann, wenn keine der Meßbuchsen 2-5 belegt ist, nur die in dem zugehörigen Ausgangsmenü der Position a der Fig. 5 angegebenen Unterfunktionen möglich sind. Alle anderen Meßfunktionen oder Unterfunktionen oder Meßbereiche sind gesperrt. Ebenso sind nach der Auswahl einer Unterfunktion (Position b-e) alle anderen Funktionen auch des Ausgangsmenüs (Position a) gesperrt. Bei Wahl einer weiteren Unterfunktion einer ausgewählten Unterfunktion gilt dann ebenfalls, daß alle anderen Funktionen und Unterfunktionen gesperrt sind. Das Sperren erfolgt durch die Steuer- und Meßeinrichtung 12.
Die Fig. 6 zeigt den Status des Multimeters 1 beim Belegen der Meßbuchsen 2 und 5 mit jeweils einem Meßstecker 9. Nach dem Einschalten oder Aktivieren des Meßgerätes erscheint auch in diesem Fall zunächst das Ausgangsmenü, wie es in der Position a der Fig. 6 wiedergegeben ist, und zwar mit der Möglichkeit insgesamt vier Unterfunktionen auszuwählen, nämlich "V" (Spannungsmessung) "Ω" (Widerstands- und Durchgangsmessung), Diodentest sowie "Hz" (Frequenzmessung). Mit den Funktions- oder Auswahltasten 14 ist wiederum die entsprechende Unterfunktion auswählbar (Positionen b-e). Für jede Unterfunktion sind wiederum weitere Unterfunktionen auswählbar, die in den Funktionsfeldern 11" angezeigt und durch die entsprechende Funktionstaste 14 aktiviert werden können. Mit der Menütaste 15 wird das Multimeter 1 in die Ausgangsstellung zurückgestellt und es erscheint das Ausgangsmenü (Position a) im Display.
Auch für diesen Modus des Gerätes gilt, daß im Ausgangszustand (Position a) sämtliche Funktionen und Unterfunktionen gesperrt sind und immer erst die tatsächlich ausgewählte Unterfunktion und ggf. die dann weiterhin ausgewählte Unterfunktion allein freigegeben wird.
Durch die Belegung der Meßbuchsen 2-5 wird lediglich die Möglichkeit freigegeben, eine bestimmte Funktion oder Unterfunktion auszuwählen. Die tatsächliche Freigabe erfolgt dann erst nach entsprechender Auswahl über die betreffende Funktionstaste 14.
Die Fig. 7 und 8 zeigen das Display 11 nach dem Einschalten oder Aktivieren des Multimeters 1 beim Belegen der Meßbuchse 2 und der Meßbuchse 4 (Fig. 7) bzw. beim Belegen der Meßbuchse 2 und der Meßbuchse 3 (Fig. 8). Auch hier gilt wiederum, daß alle anderen Meßbereiche bzw. Funktionen gesperrt sind. Bevorzugt auch die nach der die jeweiligen Displayanzeige mögliche Unterfunktionen solange bis eine der möglichen Unterfunktionen ausgewählt ist.
Eine ordnungsgemäße Messung mit den Meßbuchsen 2-5 setzt voraus, daß wenigstens zwei dieser Meßbuchsen belegt ist und darüber hinaus eine der belegten Meßbuchsen jeweils die COM-Meßbuchse 2 ist. Ist dies nicht der Fall, so wird keine der vorhandenen Funktionen freigegeben, d. h. sämtliche Meßfunktionen und Meßbuchsen 2-5 und auch die Meßsockel 6-8 sind gesperrt und es erfolgt auf dem Display ein entsprechender Fehlerhinweis oder eine Aufforderung, die Meßanschlüsse zu prüfen.
Die Fig. 9 zeigt einen solchen Zustand, bei dem eine nicht zulässige Kombination von Meßbuchsen mit Meßleitungen belegt ist, beispielsweise die Meßbuchse 4 und die Meßbuchse 5. Nach dem Einschalten des Multimeters erscheint auf dem Display 11 der entsprechende Fehlerhinweis, der in der Fig. 9 mit "CHECK TESTLEADS" (prüfe Testleitungen) angegeben ist.
Das Multimeter 1 ist weiterhin vorzugsweise so ausgebildet, daß es bei jeder Änderung der Belegung der Meßbuchsen 2-5 und/oder der Belegung der Meßsockel 6-8 abschaltet oder in einen nicht aktiven Zustand übergeht und erneut, beispielsweise durch Betätigen eines Schalters oder Tasters 17 eingeschaltet oder aktiviert werden muß, so daß für jede neue Belegung der Meßbuchsen 2-5 das Gerät in den durch diese Belegung bestimmten Zustand schaltet und dieser Zustand dann auch auf den Display 11 angezeigt wird.
Die Erfindung wurde voranstehend an einem Ausführungsbeispiel beschrieben. Es versteht sich, daß zahlreiche Änderungen sowie Abwandlungen möglich sind, ohne daß dadurch der der Erfindung zugrundeliegende Erfindungsgedanke verlassen wird.
Bezugszeichenliste
1
Multimeter
2-5
Meßbuchse
7-8
Meßsockel
9
Meßstecker
10
Meßleitung
11
Display (z. B. LCD-Display)
11
' Anzeigebereich
11
" Anzeigebereich für Funktionsauswahl
12
Steuer- und Meßelektronik
13
Platine
14
Auswahl- oder Funktionstaste
15
Menütaste
16
,
16
a,
16
b Sensor
17
Taster

Claims (11)

1. Elektronisches Multimeter mit einer Vielzahl von Meßbuchsen (2-5), mit einer Steuer- und Meßelektronik (12) sowie mit wenigstens einem Anzeige-Display (11), wobei unterschiedliche Meßfunktionen zur Messung jeweils wenigstens einer elektrischen Größe durch unterschiedliche, zulässige Belegungen der Meßbuchsen (2-5) möglich sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer- und Meßelektronik (12) Mittel (16, 16a, 16b) zur Detektierung der Belegung der Meßbuchsen (2-5) aufweist und so ausgebildet ist, daß sie bei einer zulässigen Belegung nur die dieser Belegung zugeordnete Meßfunktion freigibt, während alle anderen Meßfunktionen gesperrt sind, und daß die Meß- und Steuerelektronik (12) weiterhin so ausgebildet ist, daß bei einer unzulässigen Belegung sämtliche Meßfunktionen gesperrt sind.
2. Multimeter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer- und Meßelektronik (12) so ausgebildet ist, daß sie erst nach Auswahl die der Belegung der Meßbuchsen (2-5) zugeordnete Meßfunktion freigibt.
3. Multimeter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Meßfunktion zumindest zwei Unterfunktionen aufweist, und daß die Steuer- und Meßelektronik (12) so ausgebildet ist, daß sie erst nach Auswahl eine dieser Unterfunktionen freigibt.
4. Multimeter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer- und Meßelektronik (12) so ausgebildet ist, daß sie nach Auswahl einer Unterfunktion alle übrigen Funktionen sperrt.
5. Multimeter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, daß die Mittel zum Detektieren der Belegung der Meßbuchsen (2-5) Sensoren (16, 16a, 16b) sind, die an den Meßbuchsen (2-5) vorgesehen sind und beim Belegen einer Meßbuchse ein diesen Belegt-Zustand kennzeichnendes Signal an die Steuer- und Meßeinrichtung (12) liefern.
6. Multimeter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren mechanische Schalter oder Kontakte, opto-elektrische Sensoren, kapazitive Sensoren und/oder induktive Sensoren sind.
7. Multimeter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Display (11) der jeweilige Status des Multimeters angezeigt ist.
8. Multimeter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer- und Meßelektronik (12) so ausgebildet ist, daß die Freigabe einer Meßfunktion und/oder Unterfunktion in Abhängigkeit von der Belegung der Meßbuchsen (2-5) beim Einschalten und/oder Aktivieren des Multimeters erfolgt.
9. Multimeter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu den Meßbuchsen (2-5) wenigstens ein Anschluß oder Sockel (6-8) zur Messung weiterer Größen, beispielsweise zur Temperaturmessung, zur Kapazitätsmessung, zur Induktivitätsmessung und/oder für Prüfzwecke, beispielsweise für einen Transistortest vorgesehen ist, und daß die Steuer- und Meßelektronik (12) so ausgebildet ist, daß dieser wenigstens eine Sockel (6-8) oder dessen Meßfunktion dann freigegeben ist, wenn keine der Meßbuchsen (2-5) belegt ist.
10. Multimeter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer- und Meßelektronik (12) das Display (11) derart steuert, daß nach dem Einschalten des Gerätes die der Belegung der Meßbuchsen (2-5) entsprechende Meßfunktion und/oder mögliche auswählbare Unterfunktionen angezeigt werden.
11. Multimeter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Funktions- oder Auswahltasten (14).
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