DE2846674C3 - Test device for displaying an electrical voltage and, if necessary, its polarity - Google Patents
Test device for displaying an electrical voltage and, if necessary, its polarityInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Prüfeinrichtung zum Anzeigen einer elektrischen Spannung und gegebenenfalls deren Polarität, die aus zwei durch ein Kabel verbundenen, mit Kontaktspitzen versehenen Griffen besteht und in einem dieser Griffe optische Anzeigeelemente und ihnen vorgeschaltet einen Strombegrenzungswiderstand enthält und zu dem Strombegrenzungswiderstand wenigstens zwei Anzeigestufen zugeschaltet sind, die je aus einer Zusammenschaltung wenigstens von einem Widerstand und einem optischen Anzeigeelement bestehen und im Zusammenwirken die anliegende Spannung nach deren in einem gewählten Spannungsbereich liegenden Wert unterscheiden und entsprechend den gewählten Spannungsbereichen gestaffelt anzeigen.The invention relates to a test device for displaying an electrical voltage and possibly their polarity, that of two handles connected by a cable and provided with contact tips consists and in one of these handles optical display elements and a current limiting resistor connected upstream of them contains and connected to the current limiting resistor at least two display levels are each made up of an interconnection of at least one resistor and one optical Display element exist and in interaction the applied voltage according to their in a chosen one Differentiate the value lying in the voltage range and staggered according to the selected voltage ranges Show.
In der US-PS 38 83 804 und in der DE-OS 22 52 101 sind Prüfeinrichtungen beschrieben, die die oben aufgeführten Merkmale aufweisen.In US-PS 38 83 804 and in DE-OS 22 52 101 test devices are described that the above have listed features.
Die Prüfeinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung unterscheidet sich von diesen bekannten Prüfeinrichtungen durch eine andere Schaltung der einzelnen Anzeigestufen und ermöglicht eine einfachere Ausführung der Schaltung auch auf kleinerem Raum.The testing device according to the present invention differs from these known test devices by a different circuit of the individual Display levels and enables a simpler implementation of the circuit even in a smaller space.
In der DE-PS 20 60 884 ist eine Prüfeinrichtung zum Anzeigen der Polarität bzw. der Phasenlage von elektrischen Potentialen gegenüber einem vorgegebenen Bezugspotential beschrieben, bei der zwei antiparallel geschaltete Leuchtdioden mit vorgeschaltetem Strombegrenzungswiderstand verwendet werden. Die beiden Leuchtdioden sind in mindestens einer Öffnung eines griffelförmigen Gehäuses geschützt angeordnet, das gleichzeitig den Strombegrenzungswiderstand enthält und an einer Stirnseite eine Metallspitze trägt. Die Wände des griffelförmigen Gehäuses haben einen Durchbruch, durch den die Leuchtaustritte von zwei Leuchtdioden von außen zu sehen sind. Die beiden Leuchtdioden sind antiparallel geschaltet und einerseits über den Strombegrenzungswiderstand mit der Metallspitze sowie andererseits mit einer aus dem griffelförmigen Gehäuse herausgeführten Prüfleitung verbunden. Bei der Prüfung einer Gleichspannung leuchtet je nach Polarität die eine oder die andere Leuchtdiode auf, während bei Prüfung einer Wechselspannung beide Leuchtdioden aufleuchten.In DE-PS 20 60 884 a test device for displaying the polarity or the phase position of electrical potentials described in relation to a predetermined reference potential, in which two antiparallel switched light-emitting diodes with an upstream current limiting resistor can be used. the both light-emitting diodes are protected in at least one opening of a handle-shaped housing, which at the same time contains the current limiting resistor and has a metal tip on one end. the Walls of the handle-shaped housing have a breakthrough through which the light exits of two LEDs can be seen from the outside. The two light-emitting diodes are connected in antiparallel and on the one hand via the current limiting resistor with the metal tip and, on the other hand, with one of the stylus-shaped ones Housing lead out test lead connected. When testing a DC voltage, lights up depending on Polarity one or the other light-emitting diode on, while when testing an alternating voltage, both LEDs light up.
Wird als Strombegrenzungswiderstand ein keramischer Kaltleiter verwendet, der — wie bekannt — aus ferroelektrischem Material auf der Basis von n- und/oder p-dotiertem Bariumtitanat besteht und im Bereich der Curietemperatur eine sprunghafte Zunahme seines elektrischen Widerstandes um etwa drei Zehnerpotenzen aufweist, so können Spannungen von etwa 2 V und bis zu 500 V mit dieser Einrichtung geprüft werden. Der keramische Kaltleiter übt dabei eine Schutzfunktion für die Leuchtdioden aus, indem er durch Eigenerwärmung über die Curietemperatur hinaus und damit verbunden durch die beträchtliche Widerstandszunahme den Stromfluß begrenzt.If a ceramic PTC thermistor is used as the current limiting resistor, which - as known - consists of ferroelectric material based on n- and / or p-doped barium titanate and im Around the Curie temperature a sudden increase in its electrical resistance of about three Has powers of ten, voltages of around 2 V and up to 500 V can be tested with this device will. The ceramic PTC thermistor performs a protective function for the light-emitting diodes by due to self-heating above the Curie temperature and associated with the considerable The increase in resistance limits the flow of current.
Bei der Prüfung auf Vorliegen einer elektrischen Spannung besteht das Bedürfnis, auch ungefähre Angaben über die Höhe dieser Spannung zu erhalten. Bei hohen Spannungen ist es z. B. interessant, ob der Wert dieser Spannung bei HOV, bei 220 V oder bei 380 V liegt, während es bei niedrigeren Spannungen interessant ist zu wissen, ob die Spannung 3 V, 6 V, 12 V oder 24 V beträgt. Es gibt zwar für diese Zwecke Meßgeräte, mit deren Hilfe der genaue Wert der Spannung gemessen werden kann, jedoch ist die Schaltung solcher Meßgeräte aufwendig, so daß der Preis eines solchen Gerätes hoch ist. Andererseits ist es in den meisten Fällen der Spannungsprüfung nicht erforderlich, den genauen Wert der Spannung zu ermitteln, weil die Aussage über einen Mindestwert der Spannung, der gerade eben überschritten wird, bereits dem Techniker für seine Arbeit mit elektrischen und elektronischen Geräten in der überwiegenden Zahl der Prüffälle ausreichend ist.When checking for the presence of an electrical voltage, there is a need to also approximate Obtain information on the level of this voltage. At high voltages it is z. B. interesting whether the Value of this voltage at HOV is at 220 V or at 380 V, while it is at lower voltages It is interesting to know whether the voltage is 3 V, 6 V, 12 V or 24 V. Although there are for this purpose Measuring devices with the help of which the exact value of the voltage can be measured, however, is Circuitry of such measuring devices is complex, so that the price of such a device is high. On the other hand it is In most cases the voltage test does not require the exact value of the voltage to be obtained determine, because the statement about a minimum value of the voltage, which is just exceeded, already the technician for his work with electrical and electronic devices in the vast majority of the Test cases is sufficient.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Prüfgerät zum Anzeigen einer elektrischen Spannung und ggf. deren Polarität anzugeben, das durch einfache Schaltung und durch Verwendung kostengünstiger Bauelemente den oben genannten Zweck voll erfüllt;It is the object of the present invention to provide a test device for displaying an electrical voltage and, if necessary, indicate their polarity, which is more cost-effective through simple switching and use Components fully fulfills the above-mentioned purpose;
ferner soll das Gerät in der Handhabung ebenso einfach sein wie die oben beschriebenen bekannten Prüfeinrichtungen und auch ohne Umschaltung über einen weiten Spannungsbereich funktionsfähig bleiben.Furthermore, the device should be just as easy to use as the known testing devices described above and remain functional even without switching over a wide voltage range.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Prüfeinrichtung der eingangs angegebenen Art erfindungsgernäß dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigestufen Teile einer Mehrfach-Brückenschaltung sind in der Weise, daß sich das erste optische Anzeigeelement in der innersten Brückendiagonale befindet, wobei diese innerste Brücke ι ο gebildet ist aus zwei gegenüberliegenden ohmscnen Widerständen und in den beiden anderen gegenüberliegenden Brückenzweigen ein nichtlineares Element und diesem gegenüber das zweite optische Anzeigeelement sich befinden, daß die innerste Brücke seibst Brückendiagonale in einer zweiten Brücke ist die ebenfalls an gegenüberliegenden Brückenzweigen zwei Widerstände und in den anderen Brückenzweigen ein nichtlineares Element sowie das weitere optische Anzeigeelement enthält und daß dieses Prinzip ineinandergeschalteter Brücken der Zahl der gewählten Staffelstufen entsprechend wiederholt ist.In order to achieve this object, the test device of the type specified at the outset is in accordance with the invention characterized in that the display stages are parts of a multiple bridge circuit in such a way that the first optical display element is located in the innermost bridge diagonal, this innermost bridge ι ο is formed from two opposing ohmic resistors and in the other two opposing ones Bridge branches a non-linear element and opposite this the second optical display element are located that the innermost bridge is itself the bridge diagonal in a second bridge which is also on opposite bridge branches two resistors and in the other bridge branches a non-linear one Element as well as the further optical display element contains and that this principle interconnected Bridges the number of selected relay levels is repeated accordingly.
Es ist vorteilhaft, wenn zur Anzeige der Polarität der Spannung eine Schaltung aus zwei stromrichtungsabhängigen optischen Anzeigeelementen und ggf. einen Vorwiderstand zugeschaltet istIt is advantageous if the polarity of the Voltage a circuit made up of two optical display elements that are dependent on the current direction and, if applicable, one Series resistor is switched on
Ferner ist es vorteilhaft als optische Anzeigeelemente an sich bekannte elektrooptische Wandler, nämlich einzeln oder gemeinsam Glimmlampen, Leuchidioden, Flüssigkristallanzeigen allein oder in Zusammenschaltung mit nichtlinearen Elementen (Dioden, Zenerdioden) zu verwenden.Furthermore, it is advantageous as optical display elements known electro-optical converters, namely individually or jointly glow lamps, light emitting diodes, liquid crystal displays alone or in combination to be used with non-linear elements (diodes, zener diodes).
Die Spannungsbereiche können äquidistant oder vorzugsweise logarithmisch gestaffelt sein, z. B. 3 V, 6 V, 12V,24V,48V,96V,...VoltThe voltage ranges can be equidistant or, preferably, logarithmically staggered, e.g. B. 3 V, 6 V, 12V, 24V, 48V, 96V, ... volts
Das Zusammenschalten von nichtlinearen Elementen (Dioden, Zenerdioden) ist dann von Vorteil, wenn als Anzeigeelemente Leuchtdioden verwendet werden, um deren Einschalistrom auf einen bestimmten Wert festzulegen. Gle-ches gilt für Flüssigkristallanzeigen, während Glimmlampen bereits selbst erst bei höheren Spannungsschwellwerten durchschalten.The interconnection of non-linear elements (diodes, Zener diodes) is advantageous if as Display elements light-emitting diodes are used to set their switch-on current to a certain value to be determined. The same applies to liquid crystal displays, while glow lamps only switch through themselves at higher voltage threshold values.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele näher erläutert. The invention is explained in more detail below with reference to the exemplary embodiments shown in the figures.
Es zeigtIt shows
Fig. 1 die Ausführungsform der Erfindung mit Brückenschaltung für die Anzeigestufen undFig. 1 shows the embodiment of the invention with a bridge circuit for the display stages and
F i g. 2 eine Ausführungsform, bei der die Anzeigestufen in Brückenschaltung gemäß Fig. 1 dargestellt sind und bei der eine Antiparallelschaltung aus Leuchtdioden mit einem Kaltleiterwiderstand zugeschaltet ist.F i g. 2 shows an embodiment in which the display levels are shown in the bridge circuit according to FIG. 1 and in which an anti-parallel circuit of light emitting diodes is switched on with a PTC resistor.
In F i g. 1 sind die einzelnen Anzeigestufen, die jeweils aus einem Widerstand (/? 1 bis RZ) und einem Anzeigeelement (Ol bis O 3) bestehen, Teile einer Mehrfach-Brückenschaltung. Die Anzeigestufen sind in der Weise zusammengeschaltet, daß sich das erste Anzeigeelement 01 in der innersten Brückendiagonale befindet. Die innerste Brücke ist aus zwei gegenüberliegenden ohmschen Widerständen R 1 und R 2 und in den beiden anderen gegenüberliegenden Brückenzweigen aus einem nichtlinearen Element NL 1 und gegenüber aus dem zweiten Anzeigeelement O 2 gebildet. Diese innerste Brücke ist selbst wiederum Brückendiagonale in einer zweiten Brücke, die ebenfalls an gegenüberliegenden Brückenzweigen zwei Widerstände R 3 und R 4 und an den anderen Brückenzweigen ein nichtlineares Element NL 2 sowie das zweite Anzeigeelement OZ enthält Dieses Prinzip ineinandergeschalteter Brücken kann entsprechend der Zahl der gewünschten Staffelstufen wiederholt werden.In Fig. 1, the individual display levels, each consisting of a resistor (/? 1 to RZ) and a display element (Ol to O 3), are parts of a multiple bridge circuit. The display levels are interconnected in such a way that the first display element 0 1 is located in the innermost bridge diagonal. The innermost bridge is formed from two opposing ohmic resistors R 1 and R 2 and in the two other opposing bridge branches from a non-linear element NL 1 and opposite from the second display element O 2. This innermost bridge is itself in turn the bridge diagonal in a second bridge, which also contains two resistors R 3 and R 4 on opposite bridge branches and a non-linear element NL 2 and the second display element OZ on the other bridge branches Graduations are repeated.
Die Spannung Ue Hegt zwischen den Prüfspitzen P1 und P 2.The voltage Ue lies between the test probes P 1 and P 2.
Die Schaltung gemäß F i g. 1 führt zu einer alternierenden Anzeige der einzelnen Spannungsbereiche, weil jeweils beim Erreichen des nächsthöheren Spannungsbereiches und dem Aufleuchten des diesem zugeordneten Anzeigeelementes das vorangehende Anzeigeelement erlischt Die alternierende Anzeige der elektrooptischen Wandlerelemente geschieht wie folgt:The circuit according to FIG. 1 leads to an alternating display of the individual voltage ranges because each time the next higher voltage range is reached and the one assigned to it lights up Display element the previous display element goes out. The alternating display of the electro-optical Transducer elements happens as follows:
Bei Anlegen einer Klemmenspannung Ue zwischen Pi und P2 fließt der Strom zunächst über die Widerstände R 4, R 1, das Anzeigeelement O 1 und über die Widerstände R 2 und R 3. Alle übrigen nichtlinearen Bauteile dieser Schaltung sind bei der für den ersten Spannungsbereich gegebenen Spannung gesperrt Wird der nächsthöhere Spannungsbereich erreicht dann wird das nichtlineare Anzeigeelement O 2 stromführend und leuchtet auf; gleichzeitig wird die Nichtlinearität NL 1 (z. B. eine Zenerdiode) ebenfalls stromführend, so daß die Diagonalspannung über das Anzeigeelement 01 bei zunehmender äußerer Klemmenspannung wieder abnimmt Die Folge hiervon ist, daß das Anzeigeelement 01 stromlos wird und erlischt In diesem zweiten Schaltzustand ist das Anzeigeelement O 2 stromführend und leuchtend. Der Strom fließt über den Widerstand R 4, über die gesamte Brücke bestehend aus Widerstand R 1, Nichtlinearität NL 1 und gleichzeitig über Anzeigeelement O2, Widerstand R 2 und über den Widerstand RZ. Bei Erreichen des dritten anzuzeigenden Spannungsbereiches schaltet das Anzeigeelement OZ durch und leuchtet auf; gleichzeitig wird in dem gegenüberliegenden Brückenzweig die Nichtlinearität NL 2 stromführend, so daß die Spannung an der aus der innersten Brücke bestehenden Brückendiagonale wieder abnimmt und demzufolge die gesamte innerste Brücke abgeschaltet wird. Im dritten erreichten Schaltzustand fließt der Strom zweigförmig über die Brücke, gebildet aus Widerstand A4, Nichtlinearität NL 2 (beispielsweise eine Zenerdiode), über das Anzeigeelement OZ und den Widerstand RZ. Die Anzeigeelemente Ol und O 2 sind stromlos und somit nicht leuchtend.When a terminal voltage Ue is applied between Pi and P2 , the current first flows through the resistors R 4, R 1, the display element O 1 and the resistors R 2 and R 3. All other non-linear components of this circuit are given for the first voltage range Voltage blocked If the next higher voltage range is reached, the non-linear display element O 2 is energized and lights up; At the same time, the non-linearity NL 1 (e.g. a Zener diode) is also live, so that the diagonal voltage across the display element 0 1 decreases again with increasing external terminal voltage.The consequence of this is that the display element 0 1 is de-energized and goes out in this second switching state the O 2 display element is energized and illuminated. The current flows through resistor R 4, over the entire bridge consisting of resistor R 1, non-linearity NL 1 and at the same time through display element O2, resistor R 2 and resistor RZ. When the third voltage range to be displayed is reached, the display element OZ switches through and lights up; at the same time, the non-linearity NL 2 is energized in the opposite bridge branch, so that the voltage on the bridge diagonal consisting of the innermost bridge decreases again and consequently the entire innermost bridge is switched off. In the third switching state reached, the current flows in branches across the bridge, formed from resistor A4, non-linearity NL 2 (for example a Zener diode), via the display element OZ and the resistor RZ. The display elements O1 and O 2 are de-energized and therefore not illuminated.
Es ist offensichtlich, daß man die Zahl der Anzeigestufen durch Erhöhung der Zahl der Brückenschaltungen entsprechend der Zahl der gewünschten Anzeigebereiche erhöhen kann.It is obvious that the number of display levels can be increased by increasing the number of bridges can increase according to the number of display areas you want.
Für diese Schaltung sind — neben Leuchtdioden (LED) und Flüssigkristallanzeigen (LCD) — Glimmlampen besonders geeignet weil in den Übergangszuständen der Brückenabschaltung die Abschaitspannungen kleiner sind als die Zündspannungen beim Ansprechen der Glimmlampen.In addition to light-emitting diodes (LED) and liquid crystal displays (LCD), glow lamps are used for this circuit particularly suitable because the switch-off voltages in the transition states of the bridge switch-off are smaller than the ignition voltages when the glow lamps respond.
Gemäß Fig. 2 ist der in Fig. 1 dargestellten Brückenschaltung eine Antiparallelschaitung aus Leuchtdioden O' und O+ zusammen mit einem Vorwiderstand Rv zugeschaltet.According to FIG. 2, the bridge circuit shown in FIG. 1 is connected to an anti-parallel circuit of light-emitting diodes O ' and O + together with a series resistor R v .
Dieser für Zuschaltung der beiden antiparallel geschalteten Leuchtdioden gehörende Widerstand Rv ist ein keramischer Kaltleiterwiderstand, beispielsweise mit einem Widerstandswert von 3,5 kOhm, bei ca. 2O0C (Kaltwiderstand).This belonging of connection of the two anti-parallel connected light emitting diodes resistance R v is a ceramic PTC resistor, for example having a resistance value of 3.5 kOhm, at about 2O 0 C (cold resistance).
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
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