DE2429246C2 - Prüfeinrichtung für hochohmige Widerstände, insbesondere Isolationswiderstände - Google Patents

Description

Bei der Fertigung von Massenprodukten der Elektrotechnik tritt häufig das Problem von Reihenmessungen hochohmiger Widerstände auf, wobei diese hochohmigen Widerstände zumeist Isolationswiderstände darstellen. Während bei der Messung niederohmiger Widerstände im allgemeinen nach dem Spannungsleiierprinzip vorgegangen wird, d.h., daß ein Widerstand in eine Reihenschaltung mit einem Normalwiderttand eingefügt wird und die sich am zu prüfenden Widerstand ausbildende Spannung mit einer entsprechend festgesetzten Schwellenspannung eines Schwellwertverstärkers verglichen wird, ist diese Methode nicht ohne weiteres bei hochohmigen Widerständen «inzusetzen, da dabei so geringe Eingangsströme für die Auswerteschaltung vorliegen, daß der Leistungsbedarf derselben für eine einwandfreie Auswertung nicht gegeben ist Hier könnte zwar Abhilfe durch entsprechend hochempfindliche Vorverstärker getroffen werden, jedoch ist diese Methode einerseits als verhältnismäßig aufwendig und zum anderen als vergleichsweise störanfällig anzusehen.

Aus der Meßtechnik hochohmiger Widerstände sind jedoch bereits nichtstationäre Methoden bekannt, bei denen die Auf- oder Entladung eines hochwertig isolierten Kondensators durch den zu bestimmenden hochohmigen Widerstand ausgenutzt wird.

Der Zuwachs oder der Abfall der Spannung am Kondensator in Abhängigkeit von der Zeit ist dabei ein Maß für die Höhe des Widerstandes. Die Schnelligkeit des Auf- oder Entladens des Kondensators kann dabei in weiten Zeitbereichen durch seine Kapazität eingestellt werden. Der Widerstandswert des Prüflings wird dadurch bestimmt, daß neben der Spannung zum Zeito punkt des Beginns der Entladung oder Ladung eine weitere Spannung nach Ablauf einer bestimmten Zeit gemessen wird und mit Hilfe der Größe der Differenzspannung und der Dauer der Zeit der Widerstand berechnet wird. Da hierbei die Auf- oder Entladung ebenfalls über den Prüfling erfolgt, sind die fließenden Strö me sehr klein, so daß die oben geschilderten Schwierigkeiten bei der Messung im Prinzip wiederum auftreten. In der Praxis verwendet man für derartige Messungen daher hochempfindliche Meßinstrumente. Etwas größere Meßströme sind bei Anwendung ballistischer Meßanordnungen im Zusammenhang mit dem Aufladeverfahren zu erzielen. Dabei wird ein in Reihe zum Prüfling geschalteter Kondensator aufgeladen und nach vollendeter Aufladung über einen Schalter die Entladung des Kondensators in einem niederoh- migen Kreis, der ein Meßinstrument trägt, herbeigeführt Auch ein derartiges Verfahren ist aber für Prüfanordnungen Übergang im Rahmen von Reihenmessungen als zu umständlich anzusehen, da es insbesondere keine automatische Auswertung der Meßergebnisse zuläßt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Prüfung der Einhaltung von Mindestwerten hochohmiger Widerstände, insbesondere Isolationswiderständen, zu schaffen, die im Rahmen von Reihenmessungen eine automatische Auswertung erlaubt, wozu von einer Reihenschaltung von Widerstand (Prüfling) und einem Kondensator sowie einer Auswerteeinrichtung ausgegangen wird, die über eine Schalteinrichtung mit dem Verbindungspunkt von Prüfling und Kondensator verbunden ist. Die Erfindung ist darin zu sehen, daß im Zusammenhang mit dieser Einrichtung die Schalteinrichtung mit ihrem dem Verbindungspunkt abgewandten Pol mit dem Fußpunkt des Kondensators verbunden und derart spannungsgesteuert ist, daß bei Überschreiten einer schalteinrichtungsimmanenten Schaltspannung ein Übergang vom nichtleitenden zum leitenden Zustand und damit eine Entladung des Kondensators über einen im Vergleich zum Prüfling niederohmigen Eingangswiderstand der Auswerteeinrichtung erfolgt.

Der Kondensator wird also über den Prüfling aufgeladen, wodurch die Spannung an ihm langsam ansteigt. Der sich im Ersatzschaltbild als Parallelwiderstand darstellende Ableitwiderstand des Kondensators oder ein zusätzlicher Parallelwiderstand sind dabei so bemessen, daß bei Einhaltung des geforderten Mindestwiderstandswertes des Prüflings die Spannung am Kondensator immer kleiner als die Schaltspannung der Schalteinrichtung bleibt; diese bleibt daher nichtleitend, und die an sie angeschlossene Auswerteeinrichtung erhält kein Signal. Unterschreitet dagegen der Prüfling den Mindestwiderstandswert, so ist die Spannung am Kondensator nach einer gewissen Zeit entsprechend größer, und die Schalteinrichtung wird leitend; die Ladung des Kondensators wird dabei an die Auswerteeinrichtung abgegeben, wobei durch entsprechende Bemessung des Eingangswiderstandes der Auswerteeinrich-

tung ein ausreichend großer Eingangsstrom für die Ausweiteeinrichtung erzielt werden kann.

Da handelsübliche Gatterbausteine Halbleiterbauelemente enthalten, die — schon aus Gründen der Störsicherheit — einen nicht zu unterschreitrinden Eingangsstrom benötigen, kann durch die erfindungsgemäße Einrichtung der Einsatz derartiger Gatterbausteine ermöglicht werden, da die schnelle Entladung des in Reihe zum Prüfling geschalteten Kondensators derartige Eingangsströme hervorrufen kann.

GemälS einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Schalteinrichtung als Überspannungsableiter, d.h. als gasgefüllte oder Vacuumröhre mit bestimmter Zündspannung, ausgeführt. Derartige Überspannungsableiter sind für eine große Bandbreite von Zündspannungen realisierbar.

Ebenfalls als vorteilhaft erweist es sich, an den den Verbindungspunkt von Kondensator und Prüfling abgewandten Pol der Schalteinrichtung einen Spannungsstabilisator, insbesondere in Form einer Zener-Diode, anzuschließen, da damit definierte Verhältnisse für den Eingang der Auswerteeinnchtung geschaffen werden.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines figürlich dargestellten Ausführungsbeispieles beschrieben.

Die in der Figur dargestellte Prüfeinrichtung weist die an die Spannung UO angelegte Reihenschaltung des Schutzwiderstandes 1 mit dem Prüfling 2 und dem Kondensator 3 auf, dem zur Einstellung definierter Verhältnisse am Spannungsteiler der Widerstand 4 parallel geschaltet ist. An den Verbindungspunkt des Prüflings 2 mit dem Kondensator 3 ist der Überspannungsableiter 5 angeschlossen, dessen anderer Pol über die Zener-Diode 6 ebenfalls an den Fußpunkt des Kondensators 3 angeschlossen ist. Die Zener-Diode 6 ist im übrigen über die Diode 7 an eine maximal der Zener-Spannung entsprechende Hilfsspannung Ui angeschlossen. Die eigentliche Auswerteeinrichtung 8, deren Eingangswiderstand durch den Widerstand 9 gebildet ist, enthält die drei Gatter 8a, 86, 8c mit den dargestellten Negatorfunktionen. Die Schiiteinrichtung 8 weist

ίο dabei einen Ausgang a sowie einen Löscheingang e auf. Durch den Parallelwiderstand 4 des Kondensators 3 wird das Teilverhältnis des Reihenkreises 1, 2,4 so eingestellt, daß für einen gewählten unteren Grenzwert des Prüflingswiderstandes bei der vorgegebenen Prüf-

is spannung LO die Zündspannung des Spannungsableiter 5 erreicht wird. Der Kondensator 3 wird so bemessen, daß der Entladestrom mindestens einen Spannungsabfall von der Größe der Zener-Spannung der Zener-Diode 6 am Eingangswiderstand 9 erzeugt. Der

so Eingangswiderstand 9 muß dabei so bemessen sein, daß der Eingang des Gatters 8a der Scholleinrichtung 8 bei gesperrtem Überspannungsableiter 5 nicht durchschaltet.
Wenn die Ladespannung des Kondensators 3 die

Zündspannung des Überspannungsabieiters 5 erreicht, so erzeugt der Zündstrom am Eingangswiderstand 9 ein Schaltsignal für das Gatter 8a. Dadurch wird die Speicherstufe 86 gesetzt und über die Stufe 8c so lange gehalten, bis durch einen Löschimpuls am Eingang e die Schalteinrichtung 8 wieder in die Ruhelage zurückgestellt wird. Das eigentliche Signal steht am Ausgang a zur Auswertung zur Verfugung.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Prüfung der Einhaltung von Mindestwerten hochohmiger Widerstände, insbesondere Isolationswiderstände, mit einer Reihenschaltung von Widerstand (Prüfling) und einem Kondensator sowie mit einer Auswerteeinrichtung, die über eine Schalteinrichtung mit dem Verbindungspunkt von Prüfling und Kondensator verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung (5) mit ihrem dem Verbindungspunkt abgewandten Pol mit dem Fußpunkt des Kondensators (3) verbunden und derart spannungssteuerbar ist, daß bei Überschreiten einer schalteinrichtungsimmanenten Schaltspannung ein Übergang vom nichtleitenden zum leitenden Zustand und damit eine Entladung des Kondensators (3) über einen im Vergleich zum Prüfling (2) niederohmigen Eingangswiderstand (9) der Auswerteeinrichtung (8) erfolgt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung (5) durch einen Überspannungsableiter realisiert ist

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Verbindungspunkt abgewandte Pol der Schalteinrichtung (5) über einen Spannungsstabilisator (6) mit dem Fußpunkt des Kondensators (3) verbunden ist.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinrichtung (8) durch Gatterbausteine (8a, 8b, 8c) mit Halbleiterbauelementen gebildet ist

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Kondensator (3) ein Widerstand (4) parallel geschaltet ist, dessen Widerstandswert unter Berücksichtigung des Mindestwiderstandswertes des Prüflings (2) und der schalteinrichtungsindividuellen Schaltspannung gewählt ist.