DE2060884A1

DE2060884A1 - Test device for displaying the direction or the phase position of electrical potentials

Info

Publication number: DE2060884A1
Application number: DE19702060884
Authority: DE
Inventors: Wilfried Dipl-Phys Denecke
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1970-12-10
Filing date: 1970-12-10
Publication date: 1972-06-15
Also published as: DE2060884B2

Description

Prüfeinrichtung zum Anzeigen der Richtung bzw. der Phasenlage von elektrischen Potentialen Die Erfindung bezieht sich auf eine Prüfeinrichtung zum Anzeigen der Richtung bzw. der Phasenlage von elektrischen Potentialen gegenüber einem vorgegebenen Bezugspotential, insbesondere für ein periodisch zwischen zwei Potentialen wechselndes Bezugspotential in Schaltwerkenmit valenten und antivalenten Schaltvariablen in Form des Bezugspotentials, deren Werte sich durch einen Phasenunterschied von 1800 unterscheiden.Test device for displaying the direction or the phase position of electrical potentials The invention relates to a test device for Display of the direction or the phase position of electrical potentials opposite a predetermined reference potential, in particular for a periodic between two Potentials of changing reference potential in switchgear with valent and antivalent Switching variables in the form of the reference potential, the values of which are determined by a phase difference differ from 1800.

Seit vielen Jahren gibt es auf dem Markt billige und robuste Spannungsprüfer, die im wesentlichen eine Glimmlampe enthalten. Derartige Spannungsprüfer haben sich für orientierende Messungen weitgehend durchgesetzt und eignen sich für Gleich- bzw. Wechselspannung. Leider versagen diese Spannungsprüfer dann, wenn die Potentialdifferenz zwischen zwei elektrischen Leitern so gering ist, daß die Glimmlampe nicht zünden kann.For many years there have been cheap and robust voltage testers on the market, which essentially contain a glow lamp. Such voltage testers have largely established for orientational measurements and are suitable for equal or alternating voltage. Unfortunately, these voltage testers fail when the potential difference between two electrical conductors is so small that the glow lamp does not ignite can.

Bei modernen Anlagen der Datenverarbeitung sowie bei Bausteinen der verschiedensten Techniken zur Realisierung von elektronischen Schaltwerken, insbesondere solchen, die mit valenten und antivalenten Schaltvariablen arbeiten, die durch Rechteckspannungen gegeben sind, deren Werte sich durch einen Phasenunterschied von 1800 unterscheiden, besteht vielfach der Wunsch, durch eine orientierende MEssung festzustellen, was für ein elektrisches Potential auf einer elektrischen Leitung gegenüber einem vorgegebenen Bezugspotential vornanden ist. In derartigen Anlagen bzw.With modern systems of data processing as well as with modules of the various techniques for the realization of electronic switchgear, in particular those that work with equivalent and non-equivalent switching variables that go through Square wave voltages are given whose values differ by a phase difference of 1800, there is often a desire to determine what by means of an orienting measurement for an electrical potential on an electrical line compared to a predetermined one Reference potential is ahead. In such systems or

bei den genannten Bausteinen ist die Potentialdifferenz durchweg relativ gering, so daß Prüfeinrichtungen mit Glimmanzeigeröhren nicht eingesetzt werden können. Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Prüfeinrichtung anzugeben, die es gestattet, in einem vorgegebenen Potentialdifferenzbereich unter Zuhilfenahme eines vorgegebenen Bezugspotentials die Richtung bzw. die Phasenlage von elektrischen Potentialen festzustellen. Ferner soll die Prüfeinrichtung in der äußeren Form ein leicht zu handhabendes Gerät bilden.in the case of the components mentioned, the potential difference is always relative low, so that test equipment with glow indicator tubes are not used can. The invention is based on the object of specifying a test device, which allows in a given potential difference range with the help of a predetermined reference potential the direction or the phase position of electrical Identify potentials. Furthermore, the test device should be in the external form form an easy-to-use device.

Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch die Verwendung von zwei antiparallel geschalteten Leuchtdioden mit vorgeschaltetem Strombegrenzungswiderstand. Eine derartige Prüfschaltung hat den Vorteil, daß sie sich mit handelsüblichen Leuchtdioden sehr klein aufbauen und durch die jeweilige Bemessung des Strombegrenzungswiderstandes leicht für einen bzw. einen anderen Potentialdifferenzbereich dimensionieren läßt. Die beiden Leuchtdioden können in mindestens einer Öffnung eines griffelförmigen Gehäuses geschützt angeordnet werden, das gleichzeitig den Strombegrenzungswiderstand enthält und an einer Stirnseite eine Metallspitze trägt. Das griffelförmige Gehäuse kann zur Aufnahme der beiden Leuchtdioden je eine gesonderte Bohrung aufweisen, in die jeweils eine der Leuchtdioden eingesetzt wird. Es ist aber auch möglich, die Bohrungen lediglich als Lichtaustrittsöffnung für die beiden Leuchtdioden vorzusehen, wobei die letztgenannten in einem anderen Hohlraum des griffelförmigen Gehäuses angeordnet sind. Eine andere vorteilhafte Ausführungsform der Prüfeinrichtung sieht vor, daß das griffelförmige Gehäuse eine längliche Öffnung aufweist, die durch ein lichtdurchlässiges Material abgedeckt ist, hinter dem die beiden Leuchtdioden geschützt mit ihrer Lichtaustrittsseite nach außen weisend hintereinander angeordnet sind. Während zum Abtasten des einen Potentials die in das griff elförmige Gehäuse eingelassene Metallspitze dient, Kann für das andere Potential am anderen Ende des griffelförmigen Gehäuses ein Teil einer elektrischen Steckverbindung vorgesehen werden zur Aufnahme des entsprechenden anderen Teiles mit einer Prüfleitung.According to the invention, the object is achieved by the use of two light-emitting diodes connected in anti-parallel with an upstream current limiting resistor. Such a test circuit has the advantage that it is compatible with commercially available light-emitting diodes build very small and by the respective rating of the current limiting resistor can easily be dimensioned for one or another potential difference range. The two light-emitting diodes can be in at least one opening of a pin-shaped opening Housing can be arranged protected, which at the same time the current limiting resistor contains and carries a metal tip on one end. The handle-shaped housing can each have a separate hole to accommodate the two light-emitting diodes, in each of which one of the light-emitting diodes is inserted. But it is also possible the holes should only be provided as a light exit opening for the two light-emitting diodes, the latter in another cavity of the handle-shaped housing are arranged. Another advantageous embodiment of the test device sees before that the pen-shaped housing an elongated Has opening, which is covered by a translucent material, behind which the two light-emitting diodes protected one behind the other with their light exit side facing outwards are. While to sense the one potential in the handle el-shaped housing recessed metal tip is used, can for the other potential at the other end of the handle-shaped housing part of an electrical connector is provided are used to accommodate the corresponding other part with a test lead.

MinAusführungsbeispiel der Erfindung wird nrchstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Die Piguren zeigen im einzelnen: Fig. 1 die Prüfeinrichtung mit einem griffelförmigen Gehäuse und Fig. 2 bis 5 die unterscheidbaren Anzeigenmöglichkeiten verschiedener Betriebsfälle.An exemplary embodiment of the invention is described below with reference to the Drawing explained in more detail. The pigures show in detail: FIG. 1 the test device with a handle-shaped housing and FIGS. 2 to 5 the distinguishable display options different operating cases.

Die Prüfeinrichtung nach Fig. 1 besteht aus einem griffelförmigen Gehäuse 1, an dessen einer Stirnseite 11 eine Metallspitze 2 eingesetzt ist. Die Wand des griffeilörmigen Gehäuses hat einen Durcnbrucn 3, durch den die Lichtaustrittsseite von zwei ijeuchtdioden 4 und 5 von außen zu sehen ist.The test device according to Fig. 1 consists of a pen-shaped Housing 1, on one end face 11 of which a metal tip 2 is inserted. the Wall of the handle-shaped housing has a Durcnbrucn 3 through which the light exit side of two ijuchtedioden 4 and 5 can be seen from the outside.

Die beiden Leuchtdioden 4 und 5 sind antiparallel geschaltet und einerseits über den Strombegrenzungswiderstand b mit der Metallspitze 2 sowie andererseits mit einer aus dem griffelförmigen Gehäuse herausgeführten Prüfleitung I verbunden.The two light-emitting diodes 4 and 5 are connected in anti-parallel and on the one hand via the current limiting resistor b with the metal tip 2 and on the other hand connected to a test lead I led out of the handle-shaped housing.

Je nachdem, welcne Richtung bzw. Phasenlage zwischen zwei zugeführten Potentialen liegt, leuchtet keine der beiden Leuchtdioden, nur die eine bzw. die andere oder sogar beide.Depending on which direction or phase position between two supplied Potentials, none of the two light-emitting diodes lights up, only one or the other other or even both.

Die vier möglichen Betriebsfälle werden nun näher beschrieben.The four possible operating cases are now described in more detail.

In allen vier Fällen wird angenommen, daß die Prüfleitung l der Prüfeinrichtung auf einem Bezugspotential liegt, dessen zeitlicher Verlauf durch die Kurven 8 (Fig. 2 bis 5) dargestellt ist. Beim ersten Betriebsfall (Fig. 2) liegt an der Metallspitze 2 ein elektrisches Potential, dessen zeitlicher Verlauf die Kurve 81 darstellt. Bei allen dargestellten Potentialverläufen gibt die strichlierte Linie jeweils Nullpotential an. Aus demVerlaut der Kurven 8 und 81 ist zu ersehen, daß die beiden der Prüfeinrichtung zugeführten Potentiale gegenphasig, also um 1800 phasenverschoben sind. Während der Halbperioden 40 liegt die Prüfleitung 1 auf positivem Potential, während die Metallspitze 2 Nullpotential führt. Bei diesen Halbperioden fließt daher über die Leuchtdiode 4 Strom, so da3 diese leuchtet. Während der Halbperioden 50 kehren sich die Verhältnisse um, so da die Leuchtdiode 5 eingeschaltet ist.In all four cases it is assumed that test lead 1 of the test facility is at a reference potential, the course of which over time is indicated by curves 8 (Fig. 2 to 5) is shown. In the first case of operation (Fig. 2) is on the metal tip 2 shows an electrical potential, the curve 81 of which shows over time. With all shown The dashed line gives potential curves Line at zero potential in each case. From the appearance of curves 8 and 81 it can be seen that the two potentials fed to the test device are in phase opposition, i.e. around 1800 are out of phase. During the half-periods 40, the test lead 1 is positive Potential, while the metal tip 2 has zero potential. At these half-periods Therefore, current flows through the light-emitting diode 4, so that it lights up. During the half-periods 50 the situation is reversed, so that the light-emitting diode 5 is switched on.

Da die für datenverarbeitende Anlagen vorgesehenen Folgefrequenzen von Rechteckspannungen relativ noch sind, kann das Auge eines Betrachters der beiden Leuchtdioden dem beschriebenen Leuchtwechsel nicht folgen, so daß bei dem angenommenen Betriebsfall beide Leuchtdioden 4 und 5 ständig zu leuchten scheinen.Since the repetition frequencies intended for data processing systems of square-wave voltages are still relatively, the eye of a beholder can see both Light-emitting diodes do not follow the light change described, so that with the assumed In case of operation, both LEDs 4 and 5 seem to light up continuously.

Beim Beispiel nach Fig. 3 zeigt die Kurve 82 einen Potentialverlauf, der mit dem Verlauf des Bezugspotentials in der Amplitude- und Phasenlage übereinstimmt. Die Spannung, also die Potentialdifferenz zwischen dem Bezugspotential und dem auf Richtung bzw. Phasenlage zu prüfenden Potential, ist zu jedem Zeitpunkt gleich Null, so daß keine der beiden Leuchtdioden 4 und 5 leuchtet.In the example according to FIG. 3, curve 82 shows a potential profile, which corresponds to the course of the reference potential in terms of amplitude and phase. The voltage, i.e. the potential difference between the reference potential and the on Direction or phase position to be tested potential is equal to zero at any point in time, so that neither of the two light-emitting diodes 4 and 5 is lit.

Beim Beispiel nach Fig. 4 ist angenommen, daS das der Metallspitze 2 zugeführte zu prüfende Potential identisch ist mit dem durch die gestrichelten Linien angedeuteten Nullpotential. Beim Vergleich der Kurven 8 und 83 ist zu erkennen, daß jeweils bei den Halbperioden 40 die Potentialdifferenz ungleich Null und die Leuchtdiode 4 eingeschaltet ist.In the example according to FIG. 4 it is assumed that that of the metal tip 2 supplied to be tested potential is identical to the one indicated by the dashed line Lines indicated zero potential. When comparing curves 8 and 83 it can be seen that in each case at the half periods 40, the potential difference unequal to zero and the LED 4 is switched on.

Beim letzten der unterscheidbar durch die Leuchtdioden anzeigbaren Betriebsfall ist in Fig. 5 angenommen, daß das der Metallspitze 2 zugeführte zu prüfende Potential gegenüber dem Nullpotential positiv ist. Die Lage zum Nullpotential ist durch die Gerade 84 angedeutet. Da während der Halbperioden40 die Differenz zwischen dem Bezugspoten- tial vom Betrage und von der Richtung ner übereinstimmen, bildet sich während dieser Halbperioden für die Prüfeinrichtung keine Spannung aus. Während der anderen Halbperioden 50 ist die Potentialdifferenz ungleich Null, und die an der Prüfeinrichtung anliegende Spannung hat eine Richtung, bei der die Leuchtdiode 5 vom Strom durchflossen ist, so daß für das Auge eines Betrachters diese Leuchtdiode ständig zu leuchten scheint.The last of the distinguishable by the light emitting diodes can be displayed Operating case is assumed in Fig. 5 that the metal tip 2 fed to testing potential is positive compared to zero potential. The position towards zero potential is indicated by straight line 84. Since during the half-periods40 the difference between the reference potential tial of amount and direction ner match, is formed during these half-periods for the test facility no tension off. During the other half periods 50 is the potential difference not equal to zero, and the voltage applied to the test device has a direction in which the light emitting diode 5 is traversed by the current, so that one for the eye Viewer, this light-emitting diode seems to light up constantly.

Zusammenfassend zu den Beispielen nach Fig. 2 bis 5 kann gesagt werden, daß es mit Hilfe der Prüfeinrichtung möglich ist, an Hand des Leuchtverhaltens der beiden vorgesehenen Leuchtdioden vier verschiedene Aussagen über die Richtung bzw. die Phasenlage eines elektrischen Potentials gegenüber einem vorgegebenen rechtecKförmigen Bezugspotential zu machen. Diese Aussagen können in zwei Gruppen aufgeteilt werden. In die erste Gruppe gehören Potentiale, welche dieselbe Charakteristik wie das Bezugspotential aufweisen mit bzw. ohne einen Phasenunterschied von 1800 In die zweite Gruppe gehören Gleichpotentiale, die einerseits mit dem vorgegebenen Nullpotential übereinstimmen bzw.In summary of the examples according to FIGS. 2 to 5, it can be said that that it is possible with the help of the test device, on the basis of the lighting behavior of the two provided light-emitting diodes four different statements about the direction or the phase position of an electrical potential in relation to a given rectangular shape Make reference potential. These statements can be divided into two groups. The first group includes potentials that have the same characteristics as the reference potential have with or without a phase difference of 1800 Belong to the second group Equal potentials which on the one hand coincide with the specified zero potential respectively.

gegenüber diesem negativ sind und andererseits gegenüber dem Nullpotential positive Potentiale. Das vorgegebene Bezugspotential kann für alle vier voneinander unterscheidbare Fälle entweder wie bei den Beispielen ein rechteckförmiges Signal sein, das zwischen dem vorgegebenen Nullpotential und positiven Werten oder auch zwischen dem Nullpotential und negativen Werten wechselt.are negative in relation to this and, on the other hand, in relation to the zero potential positive potentials. The specified reference potential can be for all four of each other distinguishable cases either as in the examples a rectangular signal be that between the given zero potential and positive values or else alternates between zero potential and negative values.

In der praktischen Ausführung kann die Prüfeinrichtung in ein bleistiftähnliches Gehäuse aus elektrisch nicht leitendem Material eingebaut werden. Das eine wende des so entstehenden Prttfstiftes kann zum Zuführen des Bezugspotentials mit einer Telefonbuense versehen werden. Bei Verwendung von handelsüblichen GaAsP-Diqdenmit einem Strombegrenzungswiderstand von ca. 1 k0hm kann die maximale Potentialdifferenz im Dauerbetrieb 12 V und bei kurzen Prüfzeiten maximal 40 V betragen.In practice, the testing device can be made into a pencil-like one Housing made of electrically non-conductive material can be installed. The one turning point of the test pin produced in this way can be used to supply the reference potential with a Telefonbuense are provided. When using commercially available GaAsP diodes a current limiting resistor of approx. 1 kΩ can be the maximum potential difference be 12 V in continuous operation and a maximum of 40 V for short test times.

4 Ansprüche 5 Figuren4 claims 5 figures

Claims

Claims: Test device for displaying the direction or the Phase position of electrical potentials in relation to a given reference potential, in particular for a reference potential that changes periodically between two potentials in switchgear with valent and antivalent switching variables in the form of the reference potential, whose values differ due to a phase difference of 1800, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h the use of two anti-parallel connected light-emitting diodes (4, 5) with upstream current limiting resistor (6).

2. Testing device according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h ne t that the two light-emitting diodes (4, 5) in at least one opening (3) one handle-shaped housing (1) are arranged protected, which at the same time the current limiting resistor (6) and carries a metal tip (2) on one end face (11).

3. Testing device according to claim 2, d a d u r c fl g e k e n n z e i c h n e t that the handle-shaped housing (1) has an elongated opening (3), which is covered by a translucent material, behind which the two light-emitting diodes (4, 5) protected one behind the other with their light exit side facing outwards are arranged.

4. Testing device according to claim 2 or 3, d a d u r c h g e k e n It is not indicated that the handle-shaped housing (1) is part of a Sunde an electrical connector contributes to the inclusion of the corresponding other Part with a test lead. L e r s e i t e