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Spannungsmesser bzw0 -prüfer
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Zusatz zu P 12 9 2Pli 23 L-: (Anmeldung vom 1017,78) In der Weiterentwicklung
des Erfindungsgedankens sind an der einen Anschlußstelle, vorzugsweise der Prüfspitze,
eine oder mehrere Meßeinrichtungen angeschlossen, die unterschiedliche und im Vergleich
zur Hauptmeßeinrichtung geringere Innenwiderstände aufweisen und eigene, zueinander
isolierte Anschlußstellen, vorzugsweise Berührungselektroden, besitzen. Der Vorteil
dieser Meßeinrichtung liegt darin, daß der Innen- bzw.
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der Zuleitungswiderstand der zu messenden Spannungsquelle überschlägig
gemessen werden kann. Zusätzlich steht bei relativ geringen Innen- bzw. Zuleitungswiderständen
eine wesentlich höhere Energie zur Verfügung, so daß dieselbe z.B. auch für Leuchtdioden
ausreicht. Um auch relativ geringe Spannungen zur Anzeige zu bringen, ist es zweckmäßig,
daß die Leuchtdioden von Kondensatoren, die von der einen oder von beiden Polaritäten
der zu messenden Spannung aufgeladen werden, periodisch gespeist werden. Ein weiterer
Vorteil liegt darin, daß elektrostatische Aufladungen des Prüfenden oder/und der
Meßstelle sofort entladen und auf diese Weise Fehlmessungen vermieden werden können.
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In der Weiterentwicklung des Erfindungsgedankens sind parallel zur
Meßeinrichtung eine oder mehrere Reihenschaltungen aus einer oder mehreren Glimmlampen
und einer oder mehreren Anzeigeorganen geschaltet. Auf diese Weise ist es möglich,
die Zahl der Spannungsanzeigebereiche und den Innenwiderstand der Meßeinrichtung
für niedrige Spannungen wesentlich zu erhöhen.
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Ein möglichst hoher Innenwiderstand ist deshalb günstig, weil mit
zunehmendem Innenwiderstand die Diskrepanz zwischen der
zu messenden
Spannung und dem angezeigten Wert bei höheren Zuleitungswiderständen geringer wird.
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Weiter ist es zweckmäßig für die Polaritätsanzeige eigene Anzeigeorgane
zu verwenden, die über entsprechend geschaltete Gleichrichter gespeist werden. Die
Wechselspannungsanzeige erfolgt vorzugsweise durch die gleichzeitige Speisung beider
Polaritätsanzeigen.
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in der weiteren Ausgestaltung der erfindung wird die Meßeinrichtung
mit einem Schraubendreher oder/und mit einem Schreibgerät, vorzugsweise mit einem
Kugelschreiber oder mit zusätzlichen leeß-bzw. Prüfeinrichtungen kombiniert.
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Flüssigkristallanzeigen, insbesondere solche, die nach dem Prinzip
des seldeffektes arbeiten, sind für den betrieb mit sleichspannung weniger geeignet
bzw. wird ihre Lebensdauer bei gleich strombetrieb verringert0 Es ist daher zweckmäßig,
solche Flüssigkristallanzeigen zu verwenden, welche eine zusätzlich aufgedampfte
Schicht besitzen und deshalb periodisch für eine zeitlich begrenzte Gleichspannungsanzeige
geeignet sind.
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In der weiteren Ausgestaltung der erfindung sind die Anzeigeorgane
geometrisch derart gestaltet, daß sie den betreffenden eßwert digital anzeigen.
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Weiter ist es zweckmäßig, daß alle, oder ein Teil der Bauelemente
in Miniaturbauweise als integrierte Schaltung ausgebildet sind.
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Die «rfindungsgedanken werden in der Zeichnung an Ausführungsbeispielen
dargestellt.
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In Fig.1 ist eine beispielsweise Ausführung des Erfindungsgedan kens
der Hauptanmeldung angegeben. Werden für die Parallelwiderstände die Werte R2 =
44 M£L, R3 =-10 Mund R4 = 2,5 M Q, sowie für den hochohmigen Vorwiderstand RH =
66 M#verwendet,so zeigen die Flüssigkristallanzeigen ab folgenden Spannungswerten
an: L1 ab 5V; L2 ab 22 V; L3 ab 40 V und L4 ab 150 V. Wie sich leicht nachrechnen
und experimentell beweisen läßt, ist die Genauigkeit der angezeigten Spannung von
der Höhe des Standortwiderstandes R5 (=Zuleitungswiderstand, der bei 50 Hz wegen
der Kapazität Mensch gegen Erde mit ca. 100 pF nicht größer sein kann als rdO 30
Mn) weitgehend unabhängig und zwar wegen des
relativ hohen Vorwiderstandes
RH. Gemäß Anspruch 1 der Zusatzanmeldung ist an der Prüfspitze ein weiterer, niederohmiger
Vorwiderstand RN (z.B. 0,5 MSl) angeschlossen, der zur Berührungselektrode B; führt.
Berührt die prüfende Person zusätzlich zur Berührungselektrode B1 auch B2 so werden
etwaige elektrosta tische Ladungen nicht mehr gemessen bzw. es folgen nur mehr dann
Meßanzeigen, wenn R5 relativ klein ist. Die Einrichtung ist auch für geringe Spannungen,
insbesondere für Gleichspannungen von Vorteil.
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Wird z.B. in einem Kraftfahrzeug an irgend einer Stelle des Leitungsnetzes
die Batteriespannung gemessen, wobei die andere Hand an eine leitende Stelle der
Karosserie gehalten werden muß, so erfolgt bei hochohmigen Messungen unter Umständen
auch dann eine Anzeige, wenn in der Zuleitung ein Wackelkontakt liegt. Wird zusätzlich
niederohmig gemessen, dann erfolgt im allgemeinen keine Anzeige mehr. Ähnliche Verhältnisse
sind bei elektronischen Schaltungen gegeben.
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Ein praktisches Ausführungsbeispiel des Erfindungsgedankens ist in
Fig.2 wiedergegeben.
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Der einpolige SpannungsprüSer mit der Prüfspitze P besitzt hier 5
Anzeigeorgane und 2 Berührungselektroden 1 und B2. Während die Berührungselektrode
S1 bei der Anwendung des Gerätes zwangsläufig berührt wird (beim Halten mit Daumen
und Mittelfinger, oder mit Mittel- und Zeigefinger) und auf diese Weise die hochohmige
messung durchgetuhrt wird, erfolgt im zweiten Meßgang durch zusätzliche Berührung
der Elektrode h mittels Zeigefinger bzw. Daumen) die niederohmige Messung. Die beiden
Eerührungselektrodenkönnen aus Metall oder aus schlecht leitendem Material bestehen.
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In Reihe zum Vorwiderstand RN können auch eine Glimmlampe oder andere
leuchtende Anzeigeorgane, insbesondere Leuchtdioden CIE1)) geschaltet werden. Besonders
eignet sich hier die Anwendung der Schaltung nach Patentanmeldung P (Spannungsprüfer
vom 4.4.78), mit der auch geringe Spannungen (z.S. ab 4,5 V)
und
mehrere Spannungsbereiche gemessen werden können. In Fig. 3 ist ein entsprechendes
Ausführungsbeispiel wiedergegeben.
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Der einpolige Spannungsprüfer hat wieder die beiden Berührungselektroden
R1 und B2. Hier sind 8 Spannungsanzeigen gewählt Die hochohmigen Anzeigen, z.B.
Flüssigkristallanzeigen (ICD) sind durch die rechteckigen gebilde angedeutet; sie
zeigen an, wenn B1 berührt wird. Die niederohmigen Anzeigen, z.B. (LED), sind durch
die runden Gebilde angedeutet; sie zeigen an, wenn B2 allein oder zusätzlich zu
B1 berührt wird. Von den vielen Meßbeispielen soll im folgenden nur eines erläutert
werden: Der Prüfende hält den Spannungsprüfer mit der Prüfspitze P an eine metallene
Deckenleuchte. Alle 8 LCD zeigen an, was bedeutet, daß das gehäuse eine Spannung
von (mindestens) 220 V gegen Erde hat (entweder ist der Außenleiter am Gehäuse angeschlossen,
oder der Schutzleiter ist nicht angeschlossen und es ist ein ohmscher oder kapazitiver
Schluß gegeben), oder der Prüfende ist elektrostatisch aufgeladen. Für den Fall,
daß der Schutzleiter vorschriftsmäßig am Gehäuse angeschlossen ist, und der Prüfende
elektrostatisch aufgeladen ist, erfolgt bei Berührung von B2 eine Entladung und
kein Anzeigeorgan zeigt mBhr an. Ist jedoch das gehäuse tatsächlich unter Spannung
(Außenleiteranschluß) und steht der Prüfende auf leitendem Boden (RS ist klein),
so zeigen alle ICD an und leuchten alle LED. Auf hochisolierendem Boden (Rs ist
groß) erfolgt in diesem Falle eine periodische Anzeige bzw. eine ständige Anzeige
der LCD's, wenn nur B1 berührt wird0 In Figo4 ist eine beispielsweise Meßanordnung
wiedergegeben, bei der zusätzlich Glimmlampen als Spannungsbereichschalter und gegebenenfalls,(wenn
R5 klein ist), zusätzlich als Anzeigeorgane dienen Bei niedrigen Spannungen bis
etwa. 70 V (Zündspannung der Glimmlampen) haben die 3 Parallzweige mit den Glimmlampen
G1 bis G6 einen nahezu unendlich großen Widerstand, d.h. eßezeigen hier je nach
Spannungswert nur die LCD's L1 bis L4 an.Vvorwiderstand RHl kann relativ hoch sein.
Auf diese Weise wird für die Messung von geringen Spannungen ein sehr hoher Innenwiderstand
realisiert.
Rei Anwendung in der Autoelektrik braucht dann mit der anderen Hand die Karosserie
nicht mehr berührt werden, da der Stromfluß über die Reifen und den Fußboden ausreicht.
Bei Spannungen ab 70 V zündet die Glimmlampe G1 und es zeigt die ICD-Anzeige L5
an. Im Bereich von 140 bis 210 V zeigt zusätzlich L6 und bei höheren Spannungen
zusätzlich b an.
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In Fig.5 ist eine beispielsweise Anwendung des erfindungsgemäßen Spannungsprüfers
in Kombination mit einem Schraubenzieher dargestellt.
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In Fig.6 ist eine beispielsweise Anwendung des erfindungsgemäßen Spannungsprüfers
in Kombination mit einem Kugelschreiber dargestellt.
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