DE2322961C2 - Prüfgerät zum schnellen Erfassen des Schaltzustandes eines Kontaktes - Google Patents

Description

Vergleichen der an dieser Stelle vorhandenen Spannung mit einet zweiten Schwellwert-Spannungsquellc verbunden ist.

Gemäß der Erfindung werden Konstantstromquellen verwendet, von denen zwei Strom in positiver und eine in negativer Richtung in die Brückenschalluiig einspeisen. Dadurch ist bei einem Widerstandswert des zu prüfenden Kontaktes, der gleich ist dem des Mißwiderstandes, der Gesamtstromzufluß gleich Null. Auf diese Weise ist bei einer sehr kleinen Meßspannung der Schwellwert genau festgelegt, der die Toleranzgrenze bildet.

Dadurch, daß zusätzlich zu den mindestens erforderlichen 2 Koppelkontakten noch weitere Koppelkontakte zusätzlich zur Anschlußleitung vorgesehen und in die Messung mit einbezogen sind, werden die Übergangswiderstände aller für das Meßergebnis wesentlichen Koppelkontakte bei jeder Messung mit überwacht. Es kann deshalb nicht der Fall eintreten, daß das Meßergebnis durch diese Kontakte, die für ein schnelles Messen erforderlich sind, unbemerkt verfälscht werden könnte. Durch die Wahl eines entsprechend der Toleranzgrenze des zu prüfenden Kontaktes bemessenen Meßwiderstandes und des zugehörigen Vergleichswiderstandes läßt sich das Prüfgerät leicht auf andere Grenzwerte umstellen, falls dies erforderlich sein sollte. Wenn dabei von der gemäß einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehenen Möglichkeit Gebrauch gemacht wird, den Meßwiderstand genau so groß zu bemessen, wie den Vergleichswiderstand, ist das besonders einfach

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert. In diesem Beispiel der Erfindung handelt es sich um einen rechnergesteuerten Prüfautomaten, der ein schnelles Erfassen des Schaltzustandes eines Kontaktes ermöglicht. Die Erfindung kann aber auch mit gleich großem F.rfolg in anderen langsameren Prüfgeräten eingesetzt werden, wobei jedoch nicht die gleiche Leistung des Gerätes er/.ielbar ist.

In der Zeichnung sind nur die Einzelheiten des Prüfautomaten (7 dargestellt, die für die Erfindung von Bedeutung sind. Ebenso wurden die Widerstände der Zuführungsteitungcn erwähnt, die zusammen mit den Koppelkontakten überwacht und bei tier Messung berücksichtigt werden.

An das Prüfgerät (> ist über einen Koppler K. von dem vier Kontakte rl, r 2. r 3 und r4 gezeigt sind, der zu prüfende Kontakt ρ angeschlossen

Das Prüfgerät G" enthält drei als Operationsveistärker ausgebildete Vergleicher V 1. V 2 und V 3. Als Vergleichcr V1 wurde ein schnell arbeitendes Gerät gewählt, damit das Schließen des Kontaktes/; möglichst exakt erfaßt werden kann. Der niehtinvertierende Eingang ' des Vergleichen V 1 ist dabei über einen Widerstand RH mit dem Ausgang y rückgekoppelt.

An den invertierenden Eingang des Vergleichen V 2 ist eine Spannungsquelle S1 angeschlossen, die eine Vergleichsspannung liefert, die am positiven Ausgang einer Konstantstromquelle Q 1 nicht überschritten werden soll.

In ähnlicher Weise ist eine Spannungsqucllc.S'2 an den nichtinvertierenden Eingang des Vergleichers V 3 angeschlossen. Die von dieser Spannungsquelle erzeugte Spannung soll ebenfalls nicht überschritten werden. Falls eine Überschreitung festgestellt wird, erscheint an den Eingängen* bzw. ζ ein Störsignal, das dem Prüfenden auf einen zu hohen Widerstandswert der Koppelkontakte r 1 und rl bzw. r3 hinweist.

Das Prüfgerät (7 enthält auch noch drei Konstantstromquellen, 01,02 und Q 3.

Die Konstantstromquelle QI ist mit seiner negativer Seite an Masse geführt, während die positive Seite außer mit dem schon beschriebenen Vergleicher V 2 (nicht invertierender Eingang) auch noch über den Koppelkoniaktr 1 mit dem Punkt« der Meßbrücke

ίο verbunden ist.

Die Konstantstromquelle Q 2 ist mit ihrem negativen Ausgang ebenfalls mit Masse verbunden, !hr positiver Ausgang führt über einen Punkt 3 einerseits zum nichtinvertierenden Eingang des Vergleichers V1 und andererseits zu einem Widerstand R 2. Die andere Seite dieses Widerstandes R 2 ist an dem Punkt d gelegt. Mit diesem Punkt ist auch der invertierende Eingang des Vergleichers V 3, der negative Ausgang der Konstantstromquelle Q 3, über den

so Koppelkontakt r 3 der Punkt b und der Widerstand R 1 angeschlossen.

Die andere Seite des Widerstandes/? 1, der Punkt i\ ist mit dem invertierenden Eingang des Vergleichers V1 und über Koppel kontakt r 2 mit dem Punkt α verbunden.

Der zn prüfende Kontakt ρ befindet sich zwischen den Punkten α und b. Der Punkt h ist außerdem über den Koppelkontakt r4 mit Masse im Prüfgerät Cl verbunden.

Für eine Prüfung ist festgelegt, daß der zu prüfende Kontakt ρ einen bestimmten Widerstand nicht überschreiten darf. Wird ein größerer Widerstandswert gemessen, so wird der Kontakt als offen angesehen, bei einem kleineren Widerstandswert als geschlossen. Für die Gesamtprüfung ist auch insbesondere der Zeitpunkt des Schließens dieses Kontaktes ρ interessant.

Zwischen den Punkten a, b, ι und d ist eine Brücke ausgebildet, in der gegenüber dem Kontakt ρ der Widerstand R 1 liegt. Dieser Widerstand ist in diesem Beispiel der Erfindung genauso groß bemessen, wie der maximal zulässige Widerstandswert des Kontaktes ρ in seinem geschlossenen Zustand.

Der sich am Meßwiderstand R 1 ausbildende Spannungsahfall wird über den Punkte- zum Vergleicher Vl geführt, genauso wie der Spannungsabfall am Punkt e des Vergleichswiderstandes R 2.

Es sei nun angenommen, die Widerstände der Koppclkontaktcr 1 bis / 3 wären vernachlässigbar klein und der Widerstand des Kontaktes ρ würde den hochstzulässigen Wert erreichen, der dem Wert der Widerstände R 1 und Rl gleicht. In diesem Fall Hießt von der Konstuntstromquclle (? 1 ein eingeprägter Strom; zur Meßbrücke und teilt sich dort gleichmäßig auf die beiden Zweige auf, die aus den Widerständen ρ und R1 bestehen. Die Ströme ip und /2 sind also gleich groß und haben je einen Wert von 0.5 i.

Die Konslantstromquelle C? 2 speist den Widerstand R 2 mit einem eingeprägten Strom von 0,5 i, so daß an den Widerständen R 1 und R 2 der gleiche Spannungsabfall entsteht. An den Punkten c und e herrscht daher das gleiche Potential, das vom Vergleicher V1 entsprechend ausgewertet wird.

Am Punkt d vereinigen sich beide Ströme, die von den Konstantstromquellen Q 1 und Ql erzeugt werden, zu einem Gesamtstrom von 1,5 i. Zur Aufnahme

dieses Stiomcs dienl die k-unsluiitslioniquelle (J3.

Die bisherigen Strom- und Widerstandsverhältnisse bestehen unter der Voraussetzung, daß die Koppel kontakte rl bis r\ alle den gleichen vernachlässigbar kleinen Widerstandswert besitzen. Unter dieser Bedingung fließt über den Koppelkontakt r 4 kein Strom, d. h. i4 = 0.

Ist der Widerstand des zu prüfenden Kontaktes/; kleiner als R1, dann fließt der größte Teil des Stromes / über den Koppelkontakt r 3 als Strom ί 3 zum Punkte/. In diesem Fall ist die Spannung am Punkte kleiner als die am P.unkt e.

Ist der Widerstand des Kontaktes ρ größer als R 1, weil der Kontakt geöffnet oder ein zu hoher Übergangswiderstand vorhanden ist, dann bildet sich bei Punkt c eine höhere Spannung aus, als am Punkt e, worauf der Vergleicher V1 entsprechend reagiert.

Die Konstantspannungsquelle Q1 ist bestrebt, unabhängig von den Widerständen im geschlossenen Stromkreis einen unveränderten Strom/ beizubehalten. Erhöhen sich die Widerstände im Zuge der Leitung, so entsteht am Ausgang der KonstantstromquelleQl eine höhere Spannung und umgekehrt. Diese Tatsache wird vom Vergleicher V 2 ausgenutzt. Bei geöffnetem Kontakt ρ und vernachlässigbar kleinen Widerständen der Koppelkontakte r 1 und r 2 ist am Ausgang der Konstantstromquelle Q1 praktisch die gleiche Spannung vorhanden, wie am Punkte. Steigt jedoch der Widerstand des Koppelkontaktes r 1 oder rl oder beider Kontakte über einen zulässigen Wert an, so macht Sich das durch eine erhöhte Spannun an der Konstantstromquelle Q 1 bemerkbar. Dieser Wert erscheint auch am nichtinvertierenden Eingang des Vergleichers V 2, der in Anbetracht der Vergleichsspannung S1 eine Überspannung feststellt.

m> dull Uli Vcigleichci 12 am Ausgang λ einen Fehler innerhalb der Koppel kontakte r 1 und rl meldet. Der Strom /4 ist dabei immer noch gleich 0.

Besitzt bei geschlossenem Kontakt ρ der Koppe 1-S kontakt r 3 einen zu hohen Widerstand, so fließt ein Teil des von der Konstantstromquelle Q1 erzeugten Stromes/ in Form des Stromesi4 über den Koppelkontakt / 4 zur Masse ab. Dadurch ist die Strombilanz der drei Konstantstromquellen gestört und es

to entsteht wegen des Spannungsabfalles am Koppelkontakt r 3 am Punkt d eine Spannung, die größer ist, als der von der Spannungsquelle .V2 angegebene hochstzulässige Wert. Der Vergleicher V3 spricht an und meldet an seinem Ausgang ζ das Vorliegen eines zu großen Obergangswiderstandes am Koppclkontaktr3.

Der Widerstand des Koppelkontaktes r4 wird imit der hier gezeigten Schaltungsanordnung nicht überwacht, weil er das Meßergebnis des Kontaktes ρ nicht verfälschen kann. Die Überwachung geschieht aber in einer anderen Schaltungsanordnung, die mit der Erfindung in keinem Zusammenhang steht. Von einer Beschreibung wurde hier deshalb abgesehen.

Bisher ist beschrieben worden, daß der Widerstandswert des Widerstandes R1 gleich dem des WiderstandesR2 ist. Es kann für Rl auch ein anderer Wert gewählt werden. In diesem Fall muß jedoch der eingeprägte Strom der Konstantstromquellc Q 2 und Q 3 entsprechend angepaßt werden.

Mit welchen geringen Spannungen die Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung einwandfrei arbeitet, kann daraus ersehen werden, daß der Vergleicher V 2 bei einer Spannung der Konstantstromquelle Q 1 an· spricht, die einen Wert von 20 mV überschreitet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1. Patentansprüche: oder gerade die Fertigung verlassen haben, istj*

   I. Prüfgerät zum schnellen Erfassen des Schalt- zweckmäßig, mit sehr kleinen Spannungen von beizustandes eines Kontaktes, der über Leitungs- spielsweise einigen MHhvoh zu arbeiten. Bei größeren widerstände, beispielsweise Koppelkontakte, mit Spannungen tritt eine Fnttwirkung auf die einen dem Prüfgerät verbunden ist, durch Messen des 5 gegebenenfalls vorhandenen Oxiafilm auf den Kon-Übergangswiderstandes des Kontaktes mit einer takten zerstören oder überbrücken wurde Dadurch sehr kleinen Spannung, dadurch gekenn- wzre irreversibel die zu untersuchende Beschaffenheit ζ e i c h η e t. daß der zu prüfende Kontakt (p) in der Kontakte und der Kontaktoberfläche verändert einer Brückenschaltung angeordnet ist, die in je und die folgenden Messungen wurden urntreffende einem gegenüberliegenden Brückenzweig den zu io Ergebnisse liefern. Fur Kontakte, über die ausprüfenden Kontakt (p) und einen Meßwiderstand schließlich ungefrittete geringe Sprechstrome geleitet (R 1), sowie einen ersten und einen zweiten werden, ist deshalb eine Untersuchung mit sehr klei-Koppelkontakt(r2,r3) enthält, daß die Brücken- nen Spannungen erforderlich, die die Oberflachenschaltung zur Speisung mit dem positiven Aus- beschaffenheit der Kontakte nicht beeinflussen,
   gang einer ersten Konsiantstromquelle (Q 1) an 15 Bei einer solchen Untersuchung macht sich aber der einen Seite (α) des zu prüfenden Kontaktes (o) der Widerstand der Anschlußleitung, beispielsweise über einen dritten Koppelkontakt (rl) verbunden der Koppelkontakte eineb Kopplers des Prüfgerätes, ist, daß die andere Seite (b) des zu prüfenden bemerkbar, über den die zu untersuchenden Kon Kontaktes (p) über einen vierten Koppelkontakt takte in einer vom Prüfgerät vorbestimmten Folge (r4) geerdet ist, daß ein zweiter, die Vergleichs- ao angeschaltet werden. Die Leitung und die darin entspannung für den Meßwiderstand (R 1) liefernder haitenen Kontakte können ebenfalls unzulässig Vergleichswiderstand (R 2) vorhanden ist, der hohe Widerstände haben, die das Meßergebnis vcreinerseits (e) mit dem positiven Ausgang einer fälschen.

   zweiten Konstantstromquelle (Q 2) und anderer- Aufgabe der Erfindung ist es daher, die wesent

   seits mit der der Speisung gegenüberliegenden »5 liehen Teile eines Prüfgerätes aufzuzeigen, die es Seite der Brückenschaltung (</), an der auch der ermöglichen, durch Messen des Übergangswiderstan-Meßwiderstand(Rl) anliegt, verbunden ist, daß des eines Kontaktes den Schaltzustand dieses Konan der zuletzt genannten Seite (d) der Brücken- taktes schnell und sicher zu erfassen. Um die Zeitschaltung eine Konstantstromquclle (Q 3) mit ihrer dauer für eine vollständige Messung möglichst gering negativen Seite angeschlossen ist, die so viel 30 zu halten, ist jeder Kontakt über eine Anzahl von Strom liefert, wie die beiden anderen Konstant- Koppelpunkten und eine Anschlußleitung mit dem Stromquellen (öl, Ql) zusammengenommen, daß Prüfgerät verbunden, so daß die Obergangswiderdie zuletzt genannte Seite (d) der Brückenschal- stände dieser Koppelkontakte und der Leitung beim tung mit einem ersten Vergleicher (V 3) /um Prüfen laufend mit zu überwachen sind und bei Vergleichen der an dieser Stelle vorhandenen 35 Überschreiten eines vorgegebenen Wertes gemeldet Spannung mit einer ersten Schwell wert-Spannungs werden müssen.

   quelle (S2) verbunden ist, daß die beiden nicht Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß der

   mit der der Speisung gegenüberliegenden Seite zu prüfende Kontakt in einer Brückenschaltung ander Brückenschaltung liegenden Enden ((, e) des geordnet ist, die in je einem gegenüberliegenden Meßwiderstandes (R 1) und des Vcrgleichswider- <io Brückenzweig den /u prüfenden Kontakt und einen Standes (R 2) an einen zweiten, schnellen Ver- Meßwiderstand, sowie einen ersten und einen zweigleicher (V !) angeschlossen sind, und daß der ten Koppelkontakt enthält, daß die Brückenschaltung positive Ausgang der ersten Konsiantst romquelle zur Speisung mit dem positiven Ausgang einer ersten (Öl) mit einem dritten Vergleicher (1^2) zum Konstantstromquelle an der einen Seite des im prü-Vergleichen der an dieser Stelle vorhandenen 45 t'enden Kontaktes über einen dritten Koppeikontakt Spannung mit einer zweiten Schwellwert-Span- verbunden ist. daß die andere Seite des zu prüfenden nungsquelle (.Vl) verbunden ist. Kontaktes über einen vierten Koppelkontakt ge-
2. 2. Prüfgerät nach Anspruch I, dadurch ge- erdet ist, daß ein /weiter, die Vergleichsspannung für kennzeichnet, daß der Widerstandswert des Meß- den Meßwiderstand liefernder Vergleichswiderstand Widerstandes (R 1) genauso groß ist, wie der des 50 vorhanden ist, der einerseil⁴· mit dem positiven Aus-Vergleichswiderstandes (ß 2), und die eingeprägte gang einer zweiten Konstantstromquelle und anderer-Stromstärke der zweiten Konstanlslromquelle seits mit der der Speisung gegenüberliegenden Seite (Q 2) halb so groß ist. wie die der ersten Kon- der Brückenschaltung, an der auch der Meßwiderstantstromquelle (Q 1). stand anliegt, verbunden isi. daß an der zuletzt ge-
3. 3. Prüfgerät nach Anspruch 1. dadurch ge- 55 nannten Seite der Brückenschaltung eine Konstantkennzeichnet, daß die drei Vergleicher (V 1, V2. stromquelle mit ihrer negativen Seite angeschlossen V 3) Operationsverstärker sind ist, die so viel Strom liefert, wie die beiden anderen

   Konstantstromquellen zusammengenommen, daß die

   zuletzt genannte Seite der Brückenschaltung mit

   60 einem ersten Vergleicher zum Vergleichen der an

   Die Erfindung betrifft ein Prüfgerät zum schnellen dieser Stelle vorhandenen Spannung mit einer ersten Erfassen des Schaltzustandcs eines Kontaktes, der Schwellwert-Spannungsquellc verbunden ist, daß die über Leitungswiderstände, beispielsweise Koppel- beiden nicht mit der der Speisung gegenüberliegenden kontakte, mit dem Prüfgerät verbunden ist, durch Seite der Brückenschaltung liegenden Enden des Messen des Übergangswiderstandes des Kontaktes 65 Meßwiderstandes und des Vergleichswiderstandes an mit einer sehr kleinen Spannung. einem zweiten schnellen Vergleicher angeschlossen

   Zur Untersuchung der Beschaffenheit von Kon- sind, und daß der positive Ausgang der ersten Kontakten, die z. B. eine gewisse Zeit in Betrieb waren stantstromquelle mit einem dritten Vcrgleicher zum