DE2940515A1

DE2940515A1 - Messgeraet

Info

Publication number: DE2940515A1
Application number: DE19792940515
Authority: DE
Inventors: Shigetaka Miura; Satoru Takada
Original assignee: Yokogawa Electric Works Ltd
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 1979-02-22
Filing date: 1979-10-05
Publication date: 1980-08-28
Also published as: JPS6351252B2; BR7906292A; GB2043358B; JPS55112517A; DE2940515C2; NL7909260A; GB2043358A

Description

Henkel, Kern, Feiler Cr Hänzel Patentanwälte

" 3 " Registered Representatives

before the European Patent Office

Yokogawa Electric Works, Ltd., Möhlstraße37

Tokio, Japan D-8000 München 80

Tel.: 089/982085-87

Telex: 0529802 hnkl d

Telegramme ellipsoid

5. Oktober 1979 FA 79109

Meßgerät

Die Erfindung betrifft ein verbessertes (elektrisches) Meßgerät.

Neben Transistoren, Kondensatoren, Widerständen usw. benötigt ein elektrisches Meßgerät elektrische Bauteile, wie Meßklemmen oder -anschlüsse, ein Batteriegehäuse und Meßschalter. Von diesen Bauteilen sind die Transistoren, Kondensatoren usw. normalerweise als Einheit auf einer (gedruckten) Schaltungsbzw. Leiterplatte montiert, welche üblicherweise mittels Zuleitungen mit anderen elektrischen Bauteilen verbunden wird. Diese Verbindung mittels Leitungen erfordert jedoch im allgemeinen eine große Zahl von Fertigungsschritten, und sie ist auch mit der Möglichkeit für elektrische Störungen behaftet. Bei der Fertigung ist es außerdem nachteilig, daß eine Gesamtfunktionsprüfung erst nach Fertigstellung der Verdrahtung zwischen den Bauteilen, einschließlich der Leiterplatte, möglich ist. Wenn das Meßgerät zudem eine Anzeigevorrichtung (indicating

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meter) benötigt, die üblicherweise mit Hilfe von Schrauben und Muttern am Gehäuse einer Leiterplatte montiert ist, ist die Verwendung dieser Befestigungselemente im Hinblick auf die Zahl der verwendeten Einzelteile und auf den Arbeitsaufwand für das Anbringen derselben unvorteilhaft.

Aufgabe der Erfindung ist damit insbesondere die Schaffung eines verbesserten Meßgeräts, bei dem alle benötigten elektrischen und elektronischen Bauteile, einschließlich der Transistoren und Widerstände usw., unter Vermeidung einer nachträglichen Verdrahtung zwischen den Bauteilen auf einer einzigen Leiterplatte montiert sind, so daß die Arbeitsgänge für die Verdrahtung fortfallen und eine Gesamtfunktionsprüfung an der so gefertigten Schaltungsplatte durchgeführt werden kann.

Bei diesem Meßgerät sollen außerdem die Bauteile selbst mit einer Montagefunktion versehen sein, so daß die Zahl der benötigten Schrauben und Muttern verkleinert wird und somit weniger Arbeitsgänge bei Fertigung und Montage erforderlich sind.

Das erfindungsgemäße Meßgerät soll insbesondere ein kleines, tragbares, batteriegespeistes Instrument, etwa in Form eines Isolationswiderstandsmessers, sein.

Die genannte Aufgabe wird durch die in den beigefügten Patentansprüchen gekennzeichneten Merkmale gelöst.

Im folgenden ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung eines Meßgeräts mit Merkmalen nach der Erfindung,

Fig. 2A eine Aufsicht auf das Meßgerät,

Fig. 2B einen Schnitt längs der Linie X-X¹ in Fig. 2A,

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Fig. 2C einen Schnitt längs der Linie Y-Y¹ in Fig. 2A,

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung einer Anordnung zum Einbauen einer Lampe >n eine (gedruckte) Leiterplatte ,

Fig. 4 eine Seitenansicht einer Anzeigevorrichtung,

Fig. 5A und 5B Darstellungen eines optischen Leiters für das von der Lampe abgestrahlte Licht,

Fig. 6 Darstellungen einer Anordnung zur Anbringung einer Meßsonde an einem Gehäuse und

Fig. 7 eine Teildarstellung der Verbindung zwischen einer Batterieanschlußklemme und der Leiterplatte.

Gemäß den Fig. 1 und 2 weist das erfindungsgemäße Meßgerät einen oberen und einen unteren Gehäuseteil 100 bzw. 200, eine Anzeigevorrichtung 300, eine Schaltungs- oder Leiterplatte 400, einen Bodendeckel 500 für den unteren Gehäuseteil, eine leitungsseitige (line-side) Meßsonde 600, eine masseseitige Meßsonde 700, einen Drucktastenkopf 800 und einen Drehknopf 900 auf.

Die Leiterplatte 400 trägt alle elektronischen Bauteile (nicht dargestellt), wie Transistoren, Widerstände, Kondensatoren und Dioden, die für die Bildung einer Schaltung nötig sind. Weiterhin ist sie mit einem Druckschalter 401, einem Drehschalter 402 sowie Steckern 403 und 404 versehen, die mit Steckerteilen 601 bzw. 701 verbindbar sind, welche ihrerseits an die betreffenden Meßsonden 600 bzw. 700 angeschlossen sind. Außerdem sind auf der Leiterplatte 400 eine Lampe 405 und die Anzeigevorrichtung 300 montiert.

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Gemäß Fig. 3 wird die Lampe 40 5 nach dem von unten her erfolgenden Einsetzen in eine Bohrung 406 in der Leiterplatte gedreht, so d^ß sie durch Vorsprünge 407 und 408 verriegelt wird. Auf der Rückseite der Leiterplatte 400 befindet sich ein Leiterzugmuster, das mit dem Druckschalter 401 (Fig. 1) verbunden und an eine noch zu beschreibende Batterie angeschlossen ist. Wenn die Lampe 405 an der Leiterplatte 400 montiert ist, sind die an einer Fassung angebrachten Zuleitungen 410 und 411 elektrisch mit dem Leiterzugmuster verbunden. Das Einschalten der Lampe 4 05 erfolgt durch Drücken des Druckschalters 401 .

Wie aus der Seitenansicht von Fig. 4 hervorgeht, umfaßt die Anzeigevorrichtung 300 ein nicht durchsichtiges Gehäuse 301, eine durchsichtige Acrylharz-Abdeckung 302, eine Skalenscheibe 303 und einen optischen Lichtleiter 304 aus durchsichtigem Kunstharz zur Führung des Lichts von der Lampe 40 5 zur Skalenscheibe 303, wobei die beiden Enden des Lichtleiters 304 zur Bildung von Lichtreflexionsflächen geneigt sind. Ein Arm 307 des Lichtleiters 304 dient auch als Halteelement für die Skalenscheibe 303. In der einen geneigten bzw. Schrägfläche 305 ist eine Ausnehmung 308 vorgesehen. Die Anschlüsse der Anzeigevorrichtung 300 mit dem Lichtleiter 304 werden unter Zwischenfügung von Abstandstücken 309, 310 in durchgehende Bohrungen 407 und 408 in der Leiterplatte 400 (Fig. 1) und anschließend durch Aufschrauben von Muttern 416 bzw. 417 von der Rückseite der Leiterplatte 400 her festgezogen, so daß die Anzeigevorrichtung an der Leiterplatte festgelegt ist und die Anschlüsse elektrisch mit den Leiterzügen an der Rückseite der Leiterplatte 400 verbunden sind. Bei der Montage der Anzeigevorrichtung 300 an der Leiterplatte 400 wird (selbsttätig) die Lampe 405 in der Ausnehmung 308 in der einen Schrägfläche 306 des optischen Leiters 304 ausgerichtet. Wenn die Lampe 405 eingeschaltet wird, fällt ihr Licht durch den Lichtleiter 304, und das Licht wird an dessen Reflexionsflä-

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chen 306, 311 und 305, wie durch die Pfeile in Fig. 5A und 5B gezeigt, reflektiert, um die Skalenscheibe 303 zu beleuchten. Auf die beschriebene Weise sind somit alle elektrischen Bauteile, einschließlich der Anzeigevorrichtung 300, auf der Leiterplatte 400 montiert und durch das an deren Rückseite vorgesehene Leiterzugmuster durchgehend (elektrisch) verbunden, so daß eine Gesamtfunktionsprüfung an der so hergestellten Schaltungsanordnung durchgeführt werden kann.

Der obere Gehäuseteil 100 weist eine der durchsichtigen Abdeckung 302 der Anzeigevorrichtung 300 gegenüberliegende öffnung 101, eine Bohrung 102 zur Einführung des Schafts 415 des an der Leiterplatte 400 montierten Drehschalters 402, eine Bohrung 103 zur Einführung des an der Leiterplatte 400 angeordneten Druckschalters 401, Zapfen 104-107 und auf gegenüberliegenden Seiten der öffnung 101 vorgesehene Klauen 108, 109 auf. Die Zapfen 104-107 und die Klauen 108, 109 sind am oberen Gehäuseteil 100 angeformt. Die Klauen 108, 109 sind elastisch^ und die Zapfen sind jeweils mit einer axial verlaufenden Schraubenbohrung versehen. Wenn die Anzeigevorrichtung 300 von unten her derart in den oberen Gehäuseteil 100 eingepreßt wird, daß die Abdeckung 302 in Ausrichtung auf die öffnung 101 gelangt, werden die Seitenteile 311, 312 durch die Klauen 108, 109 erfaßt, so daß die Leiterplatte 400 mit der Anzeigevorrichtung 300 im oberen Gehäuseteil 100 festgelegt ist. Im oberen Gehäuseteil 100 sind rechteckige Aussparungen 110, 111 vorgesehen, in denen im Zusammenwirken mit dem unteren Gehäuseteil 200 die Meßsonden 600 und 700 verspannt werden. Die Meßsonde 600 weist einen angeformten, säulenförmigen Befestigungsteil 603 mit einer (umlaufenden) Nut 602 auf; ihre Befestigung an den Gehäuseteilen 100 und 200 erfolgt durch Einführen der Nut 602 in die Aussparung 110 des oberen Gehäuseteils 100 (vgl. Fig. 6A und 6B), worauf der Befestigungsteil 603 zwischen Aussparung 110 und unterem Gehäuseteil 200 festgelegt bzw. verspannt wird. Ebenso weist die Meßsonde 700 einen Befestigungs-

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teil 703 mit einer Nut 702 auf, und ihre Anbringung an den Gehäuseteilen erfolgt, wie bei der Meßsonde 600, mittels der Nut 702. Da die Aussparungen 110 und 111 rechteckig sind, wird ein Verdrehen der an den Gehäuseteilen angebrachten Meßsonden 600 und 700 ohne zusätzliche Sicherungselemente verhindert.

Im unteren Gehäuseteil 200 befindet sich ein Batteriefach 201 für eine als Stromversorgung dienende Batterie. Nach dem Einsetzen einer Batterie wird der Bodendeckel 500 am Batteriefach 201 angebracht. An den vier Ecken des Batteriefaches 201 sind Montage-Zapfen 202 - 205 vorgesehen, die von axialen Bohrungen 206-209 durchsetzt werden. Weiterhin sind öffnungen 210, 211 im Batteriefach 201 sowie Batterie-Anschlußklemmen 212, 213 in Form von rechtwinklig gebogenen, L-förmigen Metallplatten mit Schenkeln 214, 215 vorgesehen, die in die öffnungen 210, 211 einführbar sind. Diese Schenkel sind mit Klauen 217 - 220 versehen, die ein Herausrutschen der Schenkel 214, 215 nach dem Einsetzen in die öffnungen 210, 211 verhindern. In den Anschlußklemmen 212, 213 sind Bohrungen 221 bzw. 222 vorgesehen, welche mit den Bohrungen 206 bzw. 207 der Zapfen 202 bzw. 203 fluchten, wenn die An schlußklemmen 212, 213 in die öffnungen 210 bzw. 211 im unteren Gehäuseteil 200 eingesetzt sind. Stellschrauben 223-226 dienen zur Verbindung des unteren Gehäuseteils 200 mit der Leiterplatte 400 und dem oberen Gehäuseteil 100. Beim Anzie hen der Schraube 223 wird die Batterie-Anschlußklemme 212 gemäß Fig. 7 unmittelbar in Kontakt mit dem Leiterzugmuster 418 an der Rückseite der Leiterplatte 400 gebracht, wodurch die (elektrische) Verbindung zwischen der Batterie und der elektrischen Schaltung hergestellt wird. Auf ähnliche Weise wird beim Anziehen der Schraube 224 (Fig. 7) die An schlußklemme 213 mit dem Leiterzugmuster der Leiterplatte 400 kontaktiert. Auf diese Weise werden die Batterie-Anschlußklemmen 212 und 213 durch die Schrauben 223 bzw. 224 festgelegt, die zur Verbindung von Gehäuseteilen 100, 200 und Leiterplatte 400 dienen.

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Das erfindungsgemäße Meßgerät wird wie folgt zusammengebaut: Der Druckschalter 401, der Drehschalter 402 und die Stecker 403, 404 werden zusammen mit den erwähnten elektronischen Schaltungsbauteilen an der Leiterplatte 400 montiert. Die Lampe 405 wird in die Bohrung 406 eingesetzt, und die Anzeigevorrichtung 300 wird an ihren Klemmen mittels der Muttern 416 und 417 befestigt. Sodann sind alle elektrischen Bauteile unter Bildung einer Anordnung bzw. Einheit an der Leiterplatte 400 angeordnet, wobei sie durch das Leiterzugsmuster an der Leiterplatte 400 elektrisch zusammengeschaltet sind. Somit kann eine Gesamtfunktionsprüfung des Meßgeräts, einschließlich einer Leuchtprüfung der Lampe 405, bereits an dieser Einheit durchgeführt werden. Nach der Prüfung wird die Anzeigevorrichtung 300 von unten her in den oberen Gehäuseteil 100 eingepreßt, wobei die Seitenteile 311, 312 der Abdeckung 302 durch die Klauen 108, 109 erfaßt werden, so daß die Anordnung mit der Leiterplatte 400 und die Anzeigevorrichtung 300 im oberen Gehäuseteil 100 befestigt sind. Hierbei wird der Drucktastenkopf 800 im voraus in die Bohrung 103 im oberen Gehäuseteil 100 eingesetzt, und der an der Leiterplatte 400 anzubringende Druckschalter 401 wird von unten her in die erstere eingesetzt. Nach der Montage ragt die Spitze des Drucktastenkopfes 800 an der Oberseite des Gehäuseteiles 100 nach außen. Nach dem Einbau der Leiterplatte 400 mit der Anzeigevorrichtung 300 in den Gehäuseteil 100 werden die Steckverbindungen 601, 701 der Meßsonden 600 bzw. 700 mit den Steckern 403 bzw. 404 auf der Leiterplatte 400 verbunden, und die Befestigungsteile 603, 703 werden mit ihren Nuten 602 bzw. 702 in die Aussparungen 110 bzw. 111 im Gehäuseteil 100 eingesetzt. Sodann wird die Oberseite des unteren Gehäuseteils 200 von der Rückseite der Leiterplatte 400 her gegen die Unterseite des oberen Gehäuseteils 100 angesetzt. Bei entferntem Bodendeckel 500 werden die Schrauben 223 in die Bohrungen 206 - 209 der Zapfen 202 - 205 eingeführt, so daß ihre Vorderenden die Bohrungen 411 - 414 der Leiterplat-

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te 400 durchsetzen, worauf die Schrauben in die Bohrungen in den Zapfen 104 - 107 des oberen Gehäuseteils 100 eingeschraubt werden. Hierbei werden die Befestigungsteile 603, 703, der Meßsonden 600, 700 sicher zwischen dom unteren Gehäuseteil 200 und den rechteckigen Aussparungen 110, 111 im oberen Gehäuseteil 100 festgehalten. Die Batterie-Anschlußklemmen 212, 213 werden beim Anziehen der Schrauben 223 bzw. 224 mit dem Leiterzugmuster der Leiterplatte 400 elektrisch verbunden. Wenn die Schaltungsanordnung am oberen Gehäuseteil 100 festgelegt worden ist, durchsetzt der Schaft 415 des Drehschalters 402 die Bohrung 102, und der Drehknopf 900 wird am Schaft 415 angebracht. Nach dem Einsetzen der Batterie 223 in das Batteriefach 201 sind ihre Plus- und Minusklemmen mit den Anschlüssen 212 bzw. 213 verbunden, worauf zum Abschluß der Montage der Bodendeckel 50 eingesetzt wird. Für die Anzeige des Meßwerts kann wahlweise eine analoge oder eine digital anzeigende Anzeigevorrichtung verwendet werden.

Das erfindungsgemäße Meßgerät bietet die folgenden Vorteile:

1. Da sämtliche elektrischen Bauteile auf einer einzigen Schaltungs- bzw. Leiterplatte montiert sind, entfällt die Notwendigkeit für die Verdrahtung der Bauteile, so daß der betreffende Arbeitsaufwand vermieden werden kann; außerdem werden hierdurch auch die von der Verdrahtung herrührenden möglichen Störungen vermieden.

2. Die Gesamtfunktionsprüfung ist bequem und zweckmäßig an einer einzigen Schaltungsanordnung mit Leiterplatte durchführbar.

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Weiterhin wird der obere Gehäuseteil selbst zur Befestigung der Anzeigevorrichtung herangezogen, und die Batterieanschlüsse werden zusammen mit dem Gehäuse verspannt bzw. festgezogen, so daß die Zahl der benötigten Schrauben verkleinert und damit die Gesamtzahl der Einzelteile klein gehalten wird und die Arbeitsgänge für das Anziehen der Schrauben verringert werden. Da zusätzlich die Meßsonden nur am oberen Gehäuseteil angeordnet und durch die rechteckigen Aussparungen im Zusammenwirken mit dem unteren Gehäuseteil festgehalten werden, ergibt sich der weitere Vorteil, daß keine Sicherungsmittel zur Verhinderung einer Drehung der Sonden nötig sind und die Form zur Herstellung des unteren Gehäuseteils mithin einfach gehalten werden kann.

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Claims

Henkel, Kern, Feiler £r Hänzel Patentanwälte

Registered Representatives

before the

European Patent Office

Yokogawa Electric Works, Ltd.,

Möhlstraße 37 Tokio, Japan D-8000München 80

Tel.: 089/982085 87

Telex: 0529802 hnkl d Telegramme: ellipsoid

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Meßgerät

Patentansprüche

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1./Meßgerät mit einer Anzeigevorrichtung zur Anzeige einer Meßgröße, dadurch gekennzeichnet, daß die erforderlichen elektrischen Bauteile, einschließlich der Anzeigevorrichtung (300), unter Bildung einer Anordnung bzw. Einheit auf einer einzigen (gedruckten) Schaltungs- bzw. Leiterplatte (400) angeordnet sind und daß eine Gesamtfunktionsprüfung bereits an dieser Leiterplatte durchführbar ist.

2. Meßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

an einem Gehäuseteil (100) für die Leiterplatten-Schaltungsanordnung ''lauen (108, 109) angeformt sind, durch welche die Anzeigevorrichtung (300) im Gehäuse halterbar ist.

3. Meßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse zur Aufnahme der Leiterplatten-Schaltungsanordnung einen oberen Gehäuseteil (100) und einen unteren Gehäuseteil (200) aufweist und daß mindestens eine Meßsonde (600, 700) zur Einführung einer elektrischen Meßgröße durch den mit einer zugeordneten rechteckigen Aussparung (110, 111)

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im oberen Gehäuseteil (100) zusammenwirkenden unteren Gehäuseteil (200) gehaltert ist.

4. Meßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigevorrichtung ein Analoganzeiger ist.

5. Meßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigevorrichtung eine Digitalanzeige ist.

6. Meßgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Leiterplatte (400) eine Lampe (405) montiert ist und daß das von der Lampe emittierte Licht über einen dreieckigen optischen Lichtleiter (305) mil lichtreflektierenden Flächen zu einer Skalenscheibe des Analoganzeigers leitbar ist.

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