DE2703880B2 - Elektrisches Prüfgerät mit akustischer, quantitativer Analoganzeige für Widerstand und Spannung - Google Patents

Description

Anwendungsgebiet

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Prüfgerät mit akustischer, quantitativer Analoganzeige für Widerstand und Spannung entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Mit der quantitativen akustischen Analoganzeige werden elektrische Größen, wie Widerstand, Spannung und Kapazität, sowie elektrisch meßbare nichtelektrische Größen geprüft und verglichen, somit gemessen.

Mi! der qualitativen akustischen Analoganzeige wird das Vorhandensein von elektrischen Leitung oder Nichtleitung, elektrischem Widerstand, Kapazität, Induktivität, Spannung, Strom, Polung und Frequenz festgestellt sowie die Funktion oder Nichtfunktion steuerbarer und nicht steuerbarer Halbleiterbauelemente geprüft. Das Prüfgerät ist also in allen Bereichen der Elektrotechnik bei der Herstellung von und der

Fehlersuche in elektrischen Anlagen und Geräten anwendbar (wobei »elektrisch« auch die engere Bedeutung »elektronisch« umfaßt).

Zweck

Das Prüfgerät dient zur schnellen Orientierung der mit der Errichtung, dem Betrieb, der Wartung und Instandhaltung sowie Instandsetzung von elektrisch arbeitenden Anlagen und Geräten beschäftigten Personen Ober elektrische Zustände und Eigenschaften, elektrische Größen und nichtelektrische, jedoch elektrisch meßbare Größen.

Stand der Technik

Prüfgeräte, die eine akustische quantitative Analoganzeige für Widerstände benutzen, sind in den DE-PS 16 16 091 und DE-AS 23 04 2Π enthalten sowie in dem Hauptnatent23 11 012.

Für die qualitative akustische Analoganzeige von Durchgang und elektrischer Spannung wird auf die DE-PS 12 96 258, DE-AS 12 90 629, DE-OS 9 00 180, DE-AS 23 20 808, DE-PS 13 03 813 verwiesen.

Für die weiteren Größen und Funktionen sind allgemein optisch anzeigende Geräte in breker Vielfalt bekannt.

Kritik des Standes der Technik

Soweit akustisch anzeigende Prüfgeräte betrachtet werden, beschränkt sich deren Anwendungsbereich weitestgehend auf die Prüfung von Durchgang, jo Widerstand, Spannung und Polung. Optisch anzeigende Prüfgeräte sind wohl für alle in Betracht kommender Größen verfügbar, jedoch schränkt die optische Anzeige die Anwendung ein, da unter erschwerten Arbeitsbedingungen, beispielsweise des Wartungspersonals in industriellen Anlagen, die Ablesung von Zeigeranzeigen schwierig ist; die Geräte nicht ausreichend vielseitig sind und infolgedessen nicht ständig bereitgehalten werden können.

Die im Hauptpatent 23 11 012 dargestellte Lösung ermöglicht wohl den Vergleich des Widerstandes oder der Gleichspannung eines Prüfstromkreises mit einem im Prüfgerät enthaltenen Vergleichswiderstand, läßt aber noch die Möglichkeit vermissen auch Kapazitäten und Wechselspannungen quantitativ zu bestimmen sowie Transistoren auf Funktion zu prüfen.

Aufgabe

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die genannten Nachteile der Prüfgeräte gemäß dem Stand der Technik zu beheben und ein elektrisches Prüfgerät möglichst weitgehender vielseitiger Anwendung zu schaffen, das von Personen, die bei der Errichtung, Wartung und Instandsetzung elektrischer Anlagen und Geräte beschäftigt sind, häufig ohne körperliche Anstrengung mitgeführt und auch unter ungünstigen Arbeitsbedingungen benutzt werden kann.

Besonders im Hinblick auf die zunehmende Verbreitung der Elektronik sowie der Meß- und Regeltechnik sollen die im folgenden aufgeführten Prüfungen bo ausgeführt werden können;

Quantitative Prüfungen:

Spannung, Widerstand, Kapazität und davon ableitbare nichtelektrische Größen.

b5

Qualitative Prüfungsn:

Nichtleitung, Widerstand, Leitung, Kapazität, Induktivität, Gleichspannung, Polung, Wechselspannung, Frequenz, elektrische Wechselfelder, Phasenfolge bei Drehstrom, Sperr- und Durchlaßrichtung von Dioden, Zuordnung der Anschlüsse sowie ckr Art und Funktion von Transistoren, Funktionsfähigkeit von Transistoren, welche in Schaltungen eingebaut sind, Funktion von Verstärkern und Übertragern.

Lösung

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Erzielbare Vorteile

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen darin, daß es möglich ist, elektrische Größen wie Spannung, Widerstand und Kapazität sowie davon ableitbare nicht elektriscne Größen, wie beispielsweise Feuchtigkeit, Temperatur und Leitr.. <gslänge, mit einem einfach aufgebauten elektronischen Oszillator zu bestimmen, an den keine hohen Anforderungen bezüglich Bauelementetoleranz, Temperatur und Spannungsabhängigkeit zu stellen sind und dessen Herstellung -.-infacher und billiger ist als jedes optisch anzeigende System. Außerdem darin, daß der Meßwert durch das Vergleichsnormal gespeichert ist, also die Messung ausgeführt werden kann, ohne das Gerät dabei beobachten zu müssen, was bei erschwerten Arbeitsbedingungen vorteilhaft sein kann.

Die Überführung physikalischer Erscheinungen, wie etwa die Phasenfolge in Drehstromsystemen oder das Vorhandensein elektrischer wechseifeider in eine akustische Wahrnehmbarkeit, erbringt auch Vorteile bezüglich der Einfachheit des Gerätes und der Anwendbarkeit unter erschwerten Bedingungen.

Schließlich wird es durch die Möglichkeit, elektrisch wirksame Teile des Gerätes durch außenliegusde, zu prüfende Teile zu ersetzen, möglich, solche Teile unter Betriebsbedingungen zu betreiben und, beispielsweise Transistoren, in anderen Geräten auf Funktionsfähigkeit prüfen zu können, ohne diese dort herauszunehmen oder sie elektrisch aus ihrer Schaltung zu lösen.

Beschreibung von Ausführungsbeispiele.i

In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, das aus einem elektronischen Prüfsummer 100 und dem Vergleichszusatz 200 besteht. Der elektronische Prüfsummer 100 enthält eine astabile Kippschaltung, auch Multivibrator genannt, bestehend aus den Widerständen 304,305, den Kondensatoren 303, 303', 308, den Transistoren 301, 302, dem Lautsprecher 306; Is elektroakustischer!! Wandler, der Batterie 317.

Die Anschlüsse für den Prüfstromkreis sind mit 5, 6 bezeichnet, werde*) diese elektrisch leitend rjiiteinander verbunden, so arbeitet die Kippschaltung und der Lautsprecher gibt einen Ton ab, der solange andauert, wie diese Verbindung besteht. Die Frequenz ist dabei von den elektrischen Werten der Widerstände und Kondensatoren und dem Widerstand im Prüfstromkreis zwischen den Anschlüssen 5,6 abhängig.

Der Vergleichszusatz 200 enthält die Umschalter und Vergleichsnormale zur Ausführung der quantitativen Prüfungen. Der Umschalter 11 gestattet es, zwischen den beiden Vergleictisnormalen zu wählen, nämlich dem Kondensator 20 und dem Widerstand 22. Die Vergleiche werden durchgeführt, indem einmal der äußere

Prüfstromkreis, der an den Anschlüssen 1,2 liegt, zu den Anschlüssen 5, 6 des Prüfsummcrs 100 durchgeschaltet wird und andermal ein innerer Stromkreis zwischen den Anschlüssen 3,4 gebildet wird, der den Prüfstromkreis für den Prüfsummer 100 zwischen seinen Anschlüssen 5, ■> 6 bildet.

Im einzelnen entstehen folgende Stromkreise: Wird ein äußerer Prüfstromkreis, der an 1,2 angeschlossen ist, mit dem Kondensator 20 verglichen, so liegt der Umschalter ti in der gezeichneten Stellung a, d?r Schalter 9 ist geschlossen, der Schalter 10 ist offen. Der Strom läuft also vom Pluspol (H-) der Batterie 39 über die Anschlüsse 6, 4, 2 in den nicht dargestellten Prüfstromkreis und aus diesem heraus über den Anschluß 1, den geschlossenen Schalter 9, den π Widerstand 19, den Umschalter B, a, die Anschlüsse 3, 4 zum Multivibrator des Prüfsummers 100. Befand sich in dem Prüfstromkreis zwischen di:n Anschlüssen 1, 2 ein Kondensator, so wird der Lautsprecher nur solange tönen, bis dieser Kondensator aufgeladen ist.

Soll seine Größe festgestelk werden, werden der Umschalter 8 und der Schalter 7 zugleich betätigt, wobei allerdings 7 in diesem Falle unwirksam ist. Der betätigte Umschalter 8, b schließt einerseits den Prüfstromkreis zwischen 1, 2 über den Widerstand 19, so daß sich der .'■> darin enthaltene Kondensator entlädt. Andererseits entsteht ein neuer Stromkreis für den Prüfsummer 100. Ausgehend vom Pluspol ( + ) der Batterie 39 läuft er über die Anschlüsse 6, 4, den Umschalter 8, b zum Kondensator 20, von diesem weiter über den geschlos- 1« senen Schalter 12, den Umschalter 11, a. den Widerstand 18 und den Anschlüssen 3, 5 zurück zum Prüfsummer 100. Die Widerstände 18 und 119 haben den gleichen Widerstandswert, so daß sich der Kondensator 20 unter den gleichen Bedingungen aufhiden kann wie der im Ji Prüfstromkreis. Wird der Umschalter 8 wieder in die Stellung a gebracht, so entsteit der S'romkreis für Prüfsummer 100, über den an 1, 2 angeschlossenen Prüfstromkreis wieder neu, während der Kondensator 20 über den Widerstand 18 entladen wird. Durch -10 Verstellen des Kondensators 20. der als Drehkondensator oder als Stufenkondensator mit einer bezifferten Einstellskala 21 ausgebildet ist. kann die Zeit, während der bei der Aufladung der Prüfsummer einen Ton abgibt, derart eingestellt werden, daß sie der Zeit j"> gleicht, die der Ton dauert, wenn der Prüfstromkreis an den Prüfsummer geschaltet ist.

Um dies mit der in der Praxis meist ausreichenden Genauigkeit zu erreichen, i?t es nur nötig, die Ladevorgänge durch mehrmaliges Betätigen des Um- y> Schalters 8 zu wiederholen und c ie Einstellung jedesmal zu korrigieren, lsi die Tondauer in beiden Stellungen des Umschalters 8 als gleich zu bewerten, so kann an der Einstellskala 21 der Wert für die Kapazität abgelesen werden, der derjenigen des Prüfütromkreises entspricht. Die Skala kann also in Kapazitätseinheiten geteilt sein; sie kann aber auch eine andere Bezeichnung tragen; etwa wenn die Aufladezeit einer Leitungskapazität bestimmt wird, kann die Skalenteilung mit einem Maß für die Leitungslänge beziffert sein. &o

An die Anschlüsse 13, 14 kann ein äußeres Vergleichsnormal an Stelle des Kondensators angeschlossen werden; dieser wird dann durch den Schalter 12 abgeschaltet Dieses äußere Vergleichsnormal kann beispielsweise einen Kondensator mit einem festen b5 Wert enthalten, nach dessen Auflade-Tondauer der Prüfstromkreis beurteilt wird. Es kann also festgestellt werden, ob die Aufladezeit des F'rüfstromkreises länger.

kürzer oder gleich ist. Außerdem ist es auch möglich einen Prüfstromkreis auf eine bestimmte vom Vergleichsnormal vorgegebene Aufladezeit einzustellen.

Ist der äußere, zwischen den Anschlüssen 1, 7 geschaltete Prüfstromkreis einem Widerstand vergleichbar, so wird zu seiner quantitativen Bestimmung der Umschalter 11 in die Stellung b gelegt. Für den durchgeschalteten Prüfstromkreis entsteht wieder det Weg vom Pluspol ( + ) der Batterie 39 über die Anschlüsse 6, 4, den Anschluß 2, über den Prüfstromkreis zum Anschluß I, über den geschlossenen Schaltet 9. den Widerstand 19, den Umschalter 18, a und den Anschluß 3 zum Anschluß 5 des Prüfsummcrs 100. Der vom Lautsprecher ausgestrahlte Ton ist in seiner vorr Widerstand des Prüfstromkreises beziehungsweise den· darin fließenden Strom abhängig. Ist nämlich det Widerstand des Prüfslromkreises so hoch, daß det limdurchfließcnde Strom nicht ausreicht, den Multivibrator des Prüfsummers in Funktion zu setzen, so kann eine Gleichspannungsquelle in den Prüfstromkreis geschaltet werden, die dann also in Reihe mit der Batterie 39 liegt und die einen zur Funktion des Multivibrators ausreichenden Stromfluß hervorruft.

Werden jetzt der Umschalter 8 und der Schalter 1 betätigt, also 8 in die Stellung b gebracht und 7 geschlossen, so wird der Prüfstromkreis, der an 1, 2 angeschlossen ist, vom Prüfsummer 100 abgetrennt und für diesen ein neuer Stromkreis gebildet, der vom Pluspol (+) der Batterie 39 über die Anschlüsse 6,4 zum Widerstand 22 und über diesen, den Schalter 15. den geschlossenen Schalter 7, den Umschalter II, b den Widerstand 18 zum Anschluß 3 und d.imit zum AnschluC 5 des Prüfsummers läuft. Der Widerstand 22 kann stetig oder stufig veränderbar und mit einer bezifferten Skala 23 versehen sein. Durch wiederholtes Betätigen der Schalter 7, 8 kann zwischen dem Prüfstromkreis und dem Vergleichsstromkreis über den Widerstand 22 hin- und hergeschaltet werden, wobei der Widerstand solange verstellt werden kann, bis die in beiden Schalterstellungen von 7, 8 vom Lautsprecher 38 abgestrahlten Töne von gleicher oder annähernd gleicher Frequenz sind. An der Skala des Widerstandes 22 kann dann, bei entsprechender Bezifferung, der Widerstandswert des Prüfstromkreises abgelesen werden.

Die Skala kann aber auch in andere Einheiten geteili sein, etwa in solche der Temperatur, wenn der Widerstand des Prüfstromkreises sich mit der Temperatur ändert. Der Widerstandswert, der mit dem Widerstand 22 eingestellt wurde, muß nicht gleich dem auf dessen Skala angegebenen Widersiandswert sein besonders dann, wenn eine zusätzliche Spannungsquelle im Prüfstromkreis liegt. Für diesen Fall ist auch eine Einteilung der Skala in Spannungs- oder Stromwerte möglich. Über die Anschlüsse 16, 17 kann ein äußere: Vergleichsnormal anstelle des Widerstandes 22 angeschlossen werden. Dieser wird dann durch den Schaltet 15 abgeschaltet Das äußere Vergleichsnormal kann sowohl ein Widerstand, als auch ein beliebiges Netzwerk aus passiven und aktiven Elementen (Zweipol) sein, es kann fest oder einstellbar sein. In jedem Falle aber soll es dazu dienen, den Prüfstromkreis zwischen den Anschlüssen 1, 2 qualitativ durch den Vergleich der Reaktionen des Prüfsummers 100 zu bewerten oder auf das Normal einzustellen.

Für den Sonderfall der quantitativen Prüfung von Gleich- und Wechselspannungen enthält der Vergleichszusatz 200 den Widerstand 24, die Diode 25 und

den Kondensator 26, die mit den gekoppelten Schaltern 9, 10 in den Prüfstromkreis ein- und ausgeschaltet werden können. Der Widerstand 24 ist so bemessen, daß der Multivibrator über ihn nicht mehr oder außerhalb seines Proportionalbereiches anspricht, wenn die Anschlüsse 1,2 widerstandslos oder über einen geringen Widerstand miteinander verbunden sind.

Wirf an die Anschlüsse 1, 2 eine Spannungsquelle gelegt, .'.ofern es sich um Gleichspannung handelt mit dem Pluspol an 1, so lädt sich der Kondensator 26 entsprechend auf und bildet von sich aus eine Gleichspanmingsquclle. Kür den Prüfsummer 100 entsteht dann folgender Stromkreis: Vom Pluspol ( + ) der Batterie 39 über die Anschlüsse 6,4 zum Schalter 10. über diesen an die Minusseite des geladenen Kondensators 26, von dessen Plusseite über den Widerstand 24, den Widerstand 19. den Umschalter 8, a zum Anschluß 3 und 5 an den Prüfsummer 100. Da der Kondensator 26 weiterhin von der Spannungsquelle, die an den Anschlüssen 1,2 im Prüfstromkreis liegt, über die Diode 25 geladen wird, nimmt der Strom durch die Widerstände 24, 19 nicht ab und der Lautsprecher strahlt einen gleichbleibenden oder bei der Speisung des Kondensators 26 aus einer Wechselspannungsquelle, nur wenig schwankenden Ton ab. Dieser Ton kann nun auf die beschriebene Weise durch Betätigen der Schaller 7, 8 mit einem Ton verglichen werden, der durch die Einstellung des Widerstandes 22 oder einem an den Anschlüssen 16, 17 angeschalteten Vergleichsnormal bestimmt wird. Im Falle, daß der Vergleich durch den Widerstand 22 vorgenommen wird, kann seine Skala 23 mit Spannungswerten beziffert sein.

Das in F i g. 2 dargestellte Aiisführungsbcispicl der Erfindung dient dazu, die Größe von Kondensatoren geringer Kapazität, deren Aufladezeit an der vorbeschriebenen Anordnung zu gering wäre, um zweifelsfrei beobachtet werden zu können, quantitativ bestimmbar zu machen; außerdem um an Isolationswiderständen die LJnterschreitung eines Grenzwertes zu erkennen, der jedoch höher liegt als der höchste Widerstand, der an der vorbeschriebenen Anordnung noch zu einer Reaktion führt. Des weiteren wird durch die angegebene Anordnung der Prüfsummer 100 zur Meldung elektrischer Wechselfelder befähigt.

Die Anordnung nach Fig. 2 kann mit ihren Anschlüssen 43, 44 direkt an die Anschlüsse 5, 6 des Prüfsummers 100 angeschlossen werden, wenn keine qualitativen Prüfungen ausgeführt werden sollen oder aber, wie dargestellt, kann der Vergleichszusatz 200 zwischengeschaltet sein.

Im einzelnen enthält die Anordnung Fig. 2 einen Transistorverstärker in Darlingtonschaltung, bestehend aus den N PN-Transistoren 50,5S,dem Widerstand 47 als Basiswiderstand und dem einstellbaren Spannungsteiler 46; der Widerstand 48 dient der Begrenzung des Basisstromes, der Widerstand 49 in Verbindung mit dem Schalter 54 dient der Entladung von Kondensatoren im Prüfstromkreis und der Kondensator 52 verhindert die Beeinflussung des Verstärkers durch Hochfrequenz. Der Schalter 53 erhöht, wenn er geöffnet ist die Empfindlichkeit der Anordnung für elektrische Wechselfelder, die mit der Antenne 40 aufgenommen werden.

Schließlich ist noch der Umschalter 45 vorgesehen, der in der Schaltannstellung b den Verstärker ausschaltet und die Verbindung zwischen dem Anschluß 43 und 41 herstellt Der Anschluß 41 kann als Tastspitze ausgebildet sein, die beweglich befestigt ist und unter

verstärktem Druck den Schalter 54 über die mechanische Verbindung 55 zu schließen gestattet.

Für die quantitative Prüfung von Kondensatoren ist folgender Stromlauf wirksam: Vom Pluspol ( + ) der Batterie 39 im Prüfsummer 100 fließt ein Strom über die Anschlüsse 6,4,2,44 zum Spannungsteiler 47,durch ihn, über den Umschalter 45, a (gezeichnete Schalterstellung), die Anschlüsse 43, I, 3, 5 zum Prüfsummer 100 zurück. Infolge des hohen Widerstandes des Spannungsteilers 46 tritt der Multivibrator im Prüfsummer nicht in Funktion; es kann aber ein Sitrom durch den Transistor J6 (F i g. I) fließen, da die Basis über den Widerstand 32 (F i g. 1) auf einem Potential liegt, das positiver ist als das Emitterpotential. Mit dem Schleifer des Spannungstei-Iers46 wird für die Basis des Transistors 50 ein Potential abgegriffen, das nur soviel positiv gegenüber dem Emitter ist, daß der davon hervorgerufene Strom den vom Spannungsteiler ermöglichten Strom durch den Transistor 36 (Fig. I) nur soweit erhöht, daß der Multivibrator gerade noch nicht zu arbeiten beginnt. Wird ein Kondensator an die Anschlüsse 41, 42 geschaltet, so entsteht ein Ladestromkreis vom Pluspol der Batterie im Prüfsummer 100, über die Anschlüsse 6, 4,2,44,42 zum einen Kondensatorbelag und weiter vom anderen Belag über den Anschluß 41, die Widerstände 48, 47 zum Schieifer des Spannungsteilers 46. Da der Widerstand 48 wesentlich kleiner ist als der Widerstand 47 wird das an der Basis des Transistors 50 wirksame Potential stark zur positiven Seite hin verlagert und der Transistor 50 wird leitend: infolgedessen wird auch der Transistor 51 leitend und damit ein Stromweg niederen Widerstandes parallel zum Spannungsteiler 46 gebildet. Der Strom durch den Transistor 36 (Fi g. 1) nimmt somit auch zu und überschreitet den Wert, der zur Funktion des Multivibrators mindestens nötig ist. Der Lautsprecher 38 (Fig. 1) im Prüfsummer 100 strahlt also einen Ton aus.

Mit zunehmender Ladung des an den Anschlüssen 41, 42 liegenden zu prüfenden Kondensators sinkt das Potential an der Basis des Transistors 50 und der Strom durch den Transistor 51 nimmt infolgedessen ab. Damit verändert sich auch der Strom in dem zwischen den Anschlüssen 5, 6 verlaufenden äußeren Stromkreis des Prüfsummers 100. bis er so schwach ist, daß der Multivibrator nicht mehr arbeitet. Mit dem abklingenden Strom ändert sich auch der vom Lautsprecher abgestrahlte Ton sowohl in der Frequenz als auch Lautstärke, schließlich verstummt der Lautsprecher und zeigt damit das Ende der Aufladung an.

Die Vergleichsmöglichkeit der Aufladezeit des an den Anschlüssen 41, 42 liegenden Kondensators mit dem Ve gleichsnormal in dem Vergleichszusatz 200 besteht in geschildertem Falle ebenfalls; um den Kapazitätswert festzustellen, muß die Skala 21 des Kondensators 22 (F i g. 1) entsprechend beziffert sein. Die am Kondensator 22 (Fig. 1) eingestellte Kapazität, die die gleiche Tondauer hervorruft ist nicht gleich der Kapazität des an den Anschlüssen 41, 42 liegenden Kondensators; es ist daher entweder ein Umrechnungsfaktor anzugeben oder die Skala entsprechend zu kalibrieren.

Wird an die Anschlüsse 41, 42 ein Prüfstromkreis angeschlossen, so kann der Prüfsummer noch bei sehr hohen Widerstandswerten dieses Prüfstromkreises zum Ansprechen gebracht werden. Der obere Grenzwert ist von der Bemessung der Widerstände 47, 48 abhängig, kann aber zusätzlich auch mit dem Schleifer des Spannungsteilers 46 eingestellt werden. Wenn eine Spannungsquelle an die Anschlüsse 41, 42 gelegt wird,

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so wird der Prüfsummer ertönen, wenn die Spannung am Anschluß 41 positiv gepolt ist. Wechselspannungen modulieren also den vom Lautsprecher des Prüfsummers 100 abgestrahlten Ton mit ihrer Frequenz. Auf diese Weise ist es möglich, die Frequenz von Wechselspannungsquellen in einem weiten Bereich hörbar und bei einiger Erfahrung des Beobachters für Menschen bestimmbar zu machen. Wird die Antenne 40 in ein elektrisches Wechselfeld gebracht und befindet sich der Prüfsummer 100 auf einem anderen Potential in diesem Feld, so wird der Transistor 50 bei ausreichender Potentialdifferenz von den positiven Halbwellen leitend gesteuert und damit der Multivibrator im Rhythmus der Frequenz des Wechselfeldes zur Funktion gebracht. Der Lautsprecher strahlt dann ebenfalls einen entsprechend modulierten Ton ab. Wird zusätzlich noch der Schaller 53 geöffnet und damit der Kondensator wirkungslos, so kann ein größerer Anteil des Feldpotentials wirksam werden und die Anordnung reagiert empfindlicher.

In Kig. J ist ein erlindungsgemäUes Auslührungsbeispiel des Prüfsummers 100 dargestellt, das die Möglichkeit bietet, eingebaute Schaltungsbestandteile abzuschalten und dafür äußere, gleichartige Bestandteile elektrisch mit der Schaltung zu verbinden und zu betreiben.

Im vorliegenden Beispiel wird dies an dem Transistor 76 dargestellt. Es wird vorausgesetzt, daß für die Dauer dieser Prüfung das Gerät nicht als Prüfsummer in den vorgeschriebenen Anordnungen benutzt werden kann.

Für die normale Funktion als Prüfsummer arbeiten die NPN-Transistoren 76, 77 in der bekannten astabilen Kippschaltung, auch Multivibrator genannt, die aus den Widerständen 71, 72, 73 und den Kondensatoren 74, 75 gebildet wird. Als Spannungsquelle dient die Batterie 317 der Prüfstromkreis wird an die Anschlüsse 5, 6 gelegt und der Prüfton wird vom Lautsprecher 79 abgestrahlt.

Für die Prüfung eines außenliegenden (nicht gezeichneten) Transistors auf Funktionsfähigkeit wird dieser mit seinem Collector an den Anschluß 5, mit dem Emitter an Anschluß 6 und mit der Basis an den Anschluß 60 gelegt. Der Anschluß 60 ist derart mit dem Schalter 67 mechanisch gekoppelt, daß der Schalter 67 schließt, wenn der Anschluß beschaltet wird.

Zur Prüfung des außenliegenden Transistors müssen noch die Umschalter 64, 64, 66 betätigt, also in die mit b bezeichnete Stellung gebracht sein.

Wenn der Schalter 67 geschlossen ist, entsteht eine Verbindung von der gemeinsamen Leitung der Widerstände 71, 72, 73 über den Widerstand 63, den geschlossenen Schalter 67 zur Batterie 80. Diese Verbindung ersetzt den sonst beim Prüfsummer vorhandenen Prüfstromkreis, der Multivibrator arbeitet also und der Lautsprecher strahlt einen Ton ab. Sobald jedoch die Umschalter 64, 65, 66 in die Stellung b gebracht sind, wird der Transistor 76 gesperrt, da sein Basisanschluß durch den Umschalter 66 von der Schaltung getrennt wurde. Anstelle des Transistors 76 wird jetzt der außenliegende Transistor an die entsprechenden Punkte der Multivibratorschaltung gelegt Falls dieser ein NPN-Transistor ist, wird der Multivibrator wieder funktionieren und der Lautsprecher einen Ton abstrahlen. Geschieht dies nicht, so kann entweder der außenliegende Transistor nicht funktionsfähig sein oder es handelt sich um einen PNIP-Transistor. Um dies festzustellen, müssen die Umschalter 81,82,83 betätigt, also in die Schaltstellung b gelegt werden. Damit polen die Umschalter 81,82 die Batterie 317 um und der Umschalter 83 schaltet die Basis des NPN-Transistc.S 77 ab, wodurch der Transistor 77 sperrt. Dafür wird die Basis des PNP-Transistors 78 an den Widerstand 73 und den Kondensator 74 geschaltet, so daß der PNP-Transistor 78 wirksam werden kann. Falls jetzt der außenliegende Transistor ein PNP-Typ ist, wird der Multivibrator funktionieren und der Lautsprecher einen Ton abstrahlen. Ist der außenliegende Transistor jedoch funktionsunfähig, so geschieht dies

ίο nicht.

In Fig.4 ist die Schaltung eines Prüfsummers dargestellt, in der eine astabile Kippschaltung verwendet wird, die mit einem NPN-(97)- und einem PNP-(98)-Transistor arbeilet. Für die Verwendung als Prüfsummer wird der Prüfstromkreis an die Anschlüsse 5, 6 gelegt und sämtliche Umschalter verbleiben in der gezeichneten Stellung. Soll ein außenliegender Transistor (nicht gezeichnet) auf Funktionsfähigkeit geprüft werden, so wird eine Basis an den Anschluß 90, sein Emitter an den Anschluß 92 und sein Collector an den Anschluß 91 gelegt. Für die Prüfung eines außenliegenden NPN-Transistors müssen nun die Umschalter 93,94, 95, % betätigt, also in die Stellungen b gelegt werden. Damit wird der NPN-Transistor 97 gesperrt, weil der Umschalter 96 seine Basis von der Schallung getrennt hat und außerdem die Verbindung vom Collector zur Basis des Transistors 98 durch den Umschalter 95 unterbrochen wurde. Falls der außenliegende NPN-Transistor funktionsfähig ist, wird der Lautsprecher einen Ton abstrahlen, denn als Ersatz für den Prüfstromkreis wurde vom Umschalter 93, b eine direkte Verbindung vom Widerstand 84 zum Pluspol ( + ) der Batterie 317 hergestellt. Ist der außenliegende, zu prüfende Transistor vom PNP-Typ, so bleiben die Umschalter 93, 94, 95,96 in der gezeichneten Stellung a und die Umschalter 101, 102, 103 müssen in die Stellung b gelegt werden. Vom Umschalter 102 wird damit die Basis des Transistors 98 abgeschaltet und vom Umschalter 103 die Verbindung zum Emitter unterbrochen. Dafür wird der außenliegende PNP-Transistor in die Schaltung eingefügt. Fails er funktionsfähig ist, strahlt der Lautsprecher 87 einen Ton ab.ua als Ersatz für den Prüfstromkreis der Umschalter 103, b die Verbindung zwischen dem Widerstand 84 und dem Pluspol (+) der Batterie 317 hergestellt hat.

F i g. 5 zeigt ein besonders einfaches Ausführungsbeispiel der Erfindung, mit dem die Lösung der Aufgabe allerdings nicht so vollkommen erreicht wird, wie in den anderen Ausführungsbeispielen. Die Anordnung besteht aus einem Prüfsummer 100, an dessen Prüfanschlüssen 5, 6 über die Anschlüsse 105, 106 zwei Umschalter 107, 108 angeschlossen sind. Diese Umschalter werden durch Federkraft bei Nichtbetätigung in der gezeichneten Stellung a gehalten. Sie können sowohl einzeln als auch gemeinsam betätigt, also in die Stellung b gebracht werden. Der Prüfstromkreis wird an die Anschlüsse 109, 110 gelegt. Wird, während der Prüfstromkreis geschlossen ist, also der Lautsprecher 38 (Fig. 1) einen Ton abstrahlt, einer der Umschalter, beispielsweise der Umschalter 107 in die Stellung b gebracht, so wird der äußere Prüfstromkreis, der zwischen den Anschlüssen 109,110 liegt, unterbrochen und ein innerer Stromkreis zwischen den Prüfanschlüssen 5,6 des Prüfsummers 100 gebildet, der also vom Anschluß 5 über den Anschluß 105, den Schaltarm des Umschalters 107 zu dessen Kontakt b, weiter über den in der gezeichneten Stellung befindlichen Schaltern des Umschalters 108, den Anschluß 105 zum anderen Prüfanschluß 6 des

PriiUummers 100 läuft. Der Lautsprecher wird auch jetzt einen Ton abstrahlen, dessen Frequenz aber immer gleich ist und nicht von einem äußeren Prüfstromkreis abhängt. Da vorausgesetzt ist, daß der Prüfsummer 100 auf unterschiedliche Widerstände im Prüfs'.rosnkreis unterschiedliche Töne aus dem Lautsprecher abstrahlt, entspricht der bei betätigtem Umschalter 107 erzeugte Ton einem Prüfstromkreis geringsten Widerstandes. Da weiter vorausgesetzt wird, daß der Widerstand in dem Stromkreis bei betätigtem Schalter 107 sich nicht ändert, da er durch die Bauart gegeben ist, kann der abgestrahlte Ton als Bezugston benutzt weiden, um den Ton, der vom äußeren Prüfstromkreis beeinflußt wird, in seiner Frequenz abschätzen zu können. Mit nur wenig Übung ist .^s Menschen möglich, mindestens vier Reaktionen des Prüfsummers 100 zu unterscheiden und entsprechende quantitative Aussagen über die Eigenschaft eines an den Anschlüssen 109, 110 liegenden äußeren Prüfstromkreises zu machen, nämlich: Ist der Ton sowohl bei unbetätigtem Umschalter als auch bei betätigtem Umschalter 107 gleich, so hat der geprüfte Stromkreis einen sehr niedrigen Widerstand. Wird nur bei betätigtem Umschalter 107 ein Ton abgestrahlt, so ist der Widerstand des geprüften Stromkreises zwischen den Anschlüssen 109, 110 höher als der größte Widerstand über den der Prüfsummer noch anspricht. Dieser größte Widerstand ist dem Benutzer eines Prüfsummers zumeist bekannt. Da die Tonhöhe sich ja innerhalb des Arbeitsbereiches des Prüfsummers mit dem Widerstand des Prüfstiomkreises ändert, sind mindestens zwei weitere unterschiedliche Tonhöhen erkennbar, eine für einen großen Widerstand ziemlich am Ende des Ansprechbereiches und ein Ton mittlerer Lage für einen Widerstand etwa in der Mitte des Ansprechbereiches. Dessen Wert wird dem Benutzer auch aus Erfahrung bekannt sein.

Werden beide Umschalter 107, 108 zugleich betätigt, also in die Stellungen b gebracht, so wird der äußere Prüfstromkreis gegenüber den Anschlüssen 5, 6 des Prüfsummers 100 umgepolt. Da der Ladestrom eines entladenen Kondensators, der an die Prüfanschlüsse gelegt wird, für die Dauer seiner Aufladung den Multivibrator in Funktion setzt, wird auch für diese Dauer der Lautsprecher einen Ton abstrahlen. Desgleichen geschieht, wenn ein geladener Kondensator derart an die Prüfanschlüsse geschaltet wird, daß sich die Ladespannung zur Spannung der Batterie 317 (Fig. 1) addiert. In diesem Falle wird der Ton für eine längere Zeit zu hören sein, da ja erst die vorhandene Ladung abfließen muß und der Kondensator dann in der entgegengesetzten Polarität wieder aufgeladen wird. Im Falle also, daß ein Kondensator an den äußeren Prüfanschlüssen 109, 110 liegt, wird er bei jedem gleichzeitigen Umschalten der Umschalter 107, 108 erst entladen und dann in entgegengesetzter Polung wieder geladen. Der Ton wird also nach jedem Umschalten doppelt solange dauern, wie der von einem ungeladenen Kondensator verursachte. Es ist damit dem Benutzer möglich, die Dauer des Tones abzuschätzen — etwa durch zählen - und aus der Erfahrung auf die Kapazität des geprüften Kondensators zu schließen. Eine quantitative Bewertung ist auf diese Weise in weitaus größerem Umfange möglich als bei der Prüfung von Widerständen. Die Umpolung mit Hilfe der Umschalter bietet auch bei der Prüfung von Dioden eine zusätzliche Bequemlichkeit, da deren Durchlaß- und Sperrichtung ohne Vertauschen der Prüfanschlüsse geprüft werden kann.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Elektrisches Prüfgerät mit akustischer, quantitativer Analoganzeige für Widerstand und Spannung, s das einen elektronischen Oszillator enthält, der von einer Batterie gespeist wird, dessen Frequenz durch einen Kondensator (303) und den mit ihm in Reihenschaltung liegenden Widerständen (304,305) sowie dem Prüfling, der über die Prüfanschlüsse (5,6) <c angeschlossen sein muß, bestimmt wird, indem der Kondensator über diese Widerstände periodisch geladen und über die BasiE-Emitter-Strecke des Transistors (301) entladen wird und ein zweiter Transistor (302) von den Entladeimpulsen gesteuert is wird, die in dem Kondensator (309) gespeichert wurden und dessen Entladung über die Basis-KoIIektor-Strecke des Transistors (302) einen Stromfluß durch dessen Emitter-Kollektor-Strecke ermöglicht und damit einen Stromfluß durch den elektroakustisehen Wandler (306) hervorruft, der infolge des periodischen Vorganges einen Ton abstrahlt, und daß mit dem Umschalter (312,313) zwei Meßbereiche gebildet werden, indem in einem Meßbereich der über die Prüfanschlüsse (5, 6) anzuschließende Prüfling parallel zu einem der Widerstände (305) liegt, über die der Kondensator (303) geladen wird und im anderen Meßbereich der über die Priifanschlüsse (5,6) anzuschließende Prüfling in Reihe mit den Widerständen (304, 305) liegt und daß in dem letztgenannten Meßbereich ein weiterer Umschalter (310,311) vorgesehen ist, bei dessen Betätigung der über die Prüfanschlüsse '5, 6) angeschlossene Prüfling abgeschaltet wird und der einstellbare kalibrierte Widerstand (314) ν den frequenzbestimmenden Stromkreis eingeschaltet wird und ihn schließt, nach Patent 23 11012, dadurch gekennzeichnet, daß durch Schalter (9, 10) oder andere geeignete Verbindungselemente eine Anordnung aus einer Diode (25), einem Widerstand (24) und einem Kondensator (26) derart zwischen die Prüfanschlüsse (5, 6) des Prüfsummers (100) und die Anschlüsse des Prüflings geschaltet werden kam, daß die Diode (25) mit einem Pol an dem Prüfling liegt, der andere Pol mit einem Pol des Kondensators (26) und einem Pol des Widerstandes (24) verbunden ist, der Widerstand (24) mit einem Prüfanschluß (5) des Prüfsummers (100) in Verbindung steht und der andere Pol des Kondensators (26) sowohl mit dem anderen Ende des Prüfstromkreiües als auch mit dem anderen Prüfanschluß (6) des Prüfsummers (100) verbunden ist.

2. Elektrisches Prüfgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Anschlüssen (5, 6) des Prüfsummers (100) und dem Prüfling eine Anordnung eingeschaltel. wird, die aus mindestens einem Transistor (50), einem Spannungsteiler (46) und einem Basiswiderstand (48) besteht, wobei der Spannungsteiler mit seinen Enden an den beiden Prüfanschlüssen (5,6) des Prüfsummers (100) M) liegt und parallel zum Spannungsteiler die Emitter-Collector-Strecke des Transistors oder der Transistoranordnung (50, 51) geschaltet ist, während der Basiswiderstand (47) den einstellbaren Abgriff des Spannungsteilers mit der Basis des Transistors (JJO) b5 verbindet.

3. Elektrisches Prüfgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Prüfling einerseits über einen Widerstand (48) mit der Basis des Transistors (50) verbunden ist und sein anderes Ende in direkter Verbindung zu einem Prüfanschluß (5, bzw. 6) des Prüfsummers (100) steht,

4. Elektrisches Prüfgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Basis des Transistors (50) mit einem Metallteil verbunden ist, das als Antenne (40) wirkt

5. Elektrisches Prüfgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kondensator (52) vorgesehen ist, der mit einem Anschluß an der Basis des Transistors (50) und mit dem anderen an dessen Collector Hegt

6. Elektrisches Prüfgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator (52) mit einem Schalter (53) abgeschaltet werden kann.

7. Elektrisches Prüfgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet daß der Prüfling durch einen Widerstand (49), der durch einen Schalter (54) zur Wirkung gebracht werden kann, überbrückt wird.

8. Elektrisches Prüfgerät nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß elektrisch wirksame Bestandteile des Prüfsummers (100) durch Schalter (64, 65, 66) (93, 94, 95, 96, 101, 102, 103) außer Funktion gesetzt werden können und außenliegende Bestandteile gleicher Art, die über Leitungen angeschlossen werden können, deren Funktion übernehmen.

9. Elektrisches Prüfgerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfanschlüsse (5, 6) des Prüfsummers (100) zum Anschluß des außenliegenden Bestandteils benutzt werden und der Priifstromkreis des Prüfsummers (100) durch einen Stromkreis ersetzt wird, der über einen Schalter (67,93,103) geschlossen wird.

10. Elektrisches Prüfgerät nach den Ansprüchen 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß Schalter ^81,82) vorgesehen sind, die die Betriebsspannungsquelle (317) des Prüfsummers (100) urnpolen

11. Elektrisches Prüfgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Prüfanschlüssen (5, 6) des Prüfsummers (100) und dem Prüfling zwei Umschalter (107,108) derart angeordnet sind, daß die Zuordnung der Anschlüsse des Prüflings zu den Prüfanschlüssen (5, 6) vertauscht werden kann.