DE3202702A1

DE3202702A1 - Geraet zum nachweis elektrostatischer ladungen

Info

Publication number: DE3202702A1
Application number: DE19823202702
Authority: DE
Inventors: Dietmar Dr. 4670 Lünen Eisfeld
Original assignee: WESTFAELISCHE BERGGEWERKSCHAFT
Current assignee: WESTFAELISCHE BERGGEWERKSCHAFT
Priority date: 1982-01-28
Filing date: 1982-01-28
Publication date: 1983-08-04

Description

Die Erfindung betrifft ein Gerät zum Nachweis elektrostatischer
Ladungen.
Beim Umgang mit modernen elektronischen Bauteilen oder integrierten Schaltkreisen besteht häufig die Gefahr der Zerstörung durch elektrostatisch verursachte Oberschläge. In Betrieben, die von explosionsfähigen Gasgemischen erfüllt sein können, können elektrostatisch geladene Kunststoffoberflächen Zündquellen für verheerende Explosionen sein.
Es besteht ein großes Interesse, vor dem Einbringen eines isolierenden Kunststoffteiles in eine zündfähige Atmosphäre die Existenz von elektrostatischen Ladungen zu erkennen und die Stärke der zu erwartenden Entladungserscheinungen messend abschätzen zu können.
Die derzeit im Handel erhältlichen Geräte zum Nachweis des Vorhandenseins elektrostatischer Ladungen sind teuere Spezial geräte, deren Wirkungsweise häufig selbst für den Spezialisten undurchsichtig ist.
Die angezeigten Meßwerte beziehen sich auf unanschauliche physikalische Größen.
Durch die Erfindung soll ein Gerät zum Nachweis elektrostatischer Ladungen geschaffen werden, das in einfachster Weise mit Hilfe handelsüblicher Mehrfach-Meßgeräte zu verwirklichen ist. Der Vorschlag nach der Erfindung zielt insbesondere darauf ab, solche Mehrfach-Meßgeräte mit nur geringen baulichen änderungen so umzugestalten, daß sie auch als Ladungsmeßeinrichtung geeignet sind.
Das erfindungsgemäße Gerät kennzeichnet sich durch ein transistoriertes oder mit integrierten Schaltkreisen bestücktes, über den Spannungsabfall an wenigstens einem Meßwiderstand wenigstens die Messung von Gleichstrom gestattendes Meßinstrument, dessen gegen Oberlastung elektronisch geschützter Meßwertumsetzer einen hochohmigen Eingangswiderstand aufweist, bei dem in Reihe zu den Meßwiderständen ein durch einen Schalter kurzschließbarer Kondensator geschaltet ist.
Bei Vorhandensein mehrerer Meßwiderstände kann einer davon durch einen durch einen Schalter kurzschließbaren Kondensator ersetzt sein.
Rein äußerlich ist ein durch eine Ladungsmeßeinrichtung in seiner Funktionsweise erweitertes Vielfach-MeRinstrument dadurch gekennzeichnet, daß am Instrumentengehäuse ein einen eingebauten zusätzlichen, in Reihe mit den Menwiderständen liegender Taster vorgesehen ist.
Die Zeichnungen zeigen in Fig. l ein Prinzipschaltbild eines den Spannungsabfall an stromdurchflossenen Widerständen S1 oder S2 auswertenden elektronischen Gleichstrom-Meßgerätes; Fig. 2 die Aberung des Prinzipschaltbildes nach Fig. 1 zur Verwirklichung des Vorschlages nach der Erfindung; und in Fig. 3 einen Ausschnitt aus dem Schaltplan eines Keithley-130-Digital-Multimeters mit der erfindungsgemäßen Anordnung.
Nach Fig. 1 durchfließt der an der Strom-Meßeingangsbuchse mA und der "kalten" Meßeingangsbuchse C anliegende zu messende Strom einen Meßwiderstand, dessen wirksamer Wert durch einen Strommeßbereichumschalter SU dem zu messenden Stromstärkenbereich anpaßbar ist. In Fig. 1 sind nur zwei Bereiche entsprechend den Meßwiderständen S1und S2 angedeutet. Der Spannungsabfall am geschalteten Meßwiderstand S1 wird hochohmig im Meßwertumsetzer M in einen analog oder digital dargestellten kalibrierten Meßwert umgwandelt und durch die Anzeigeeinheit A analog oder digital angezeigt. Am Meßwertumsetzer M sind mit IN HI der sogenannte heiße Anschlußkontakt und mit IN LO der sogenannte kalte Anschlußkontakt angedeutet.
Bei der in Fig. 2 dargestellten, im Sinne der Erfindung abgeänderten Ausführungsform ist zum Zwecke der Ladungsmessung ein Kondensator K in Reihe zu den Meßwiderständen Sl und S2 in der Widerstandskette eingefügt. Mit L ist eine Ladungsmeßsonde bezeichnet, mit E eine Erdverbindung. Der Kondensator K wird erst beim Betätigen des Tasters T wirksam, der den Kurzschluß des Kondensators K aufhebt. Der Kondensator K integriert einen hineinfließenden Strom und erzeugt auf diese Weise zwischen seinen Klemmen eine Spannung, die seiner gespeicherten elektrischen Ladung proportional ist.
Bei passender Dimensionierung setzt der Meßwertumsetzer M diese Spannung in einen kalibrierten Ladungsmeßwert um, der über die Anzeigeeinheit A abgelesen werden kann. Damit das Ladungsmeßsignal durch die den Meßwertumsetzer M vorgeschalteten Meßwiderstände S1 und S2 nicht verfälscht wird und zu einer sicheren Ablesung genügend lange ansteht, ist ein hoher Eingangswiderstand des Meßwertumsetzers M zwischen seinen beiden Anschlüssen IN HI und IN LO Voraussetzung, der im allgemeinen gleich oder vorzugsweise größer als ca. 10 MOhm sein sollte.
Solange der Taster T geschlossen ist, läßt sich mit dem Meßgerät in gewohnter Weise messen. Bei dem in den Fig. 1 und 2 wiedergegebenen Ausführungsbeispiel sind lediglich zwei Meßbereich vorgesehen. Selbstverständlich können auch mehr Meßbereiche vorhanden sein, wobei gemäß einer abgeänderten Ausführungsform der Erfindung einer dieser Meßbereichswiderstände durch den Kondensator K ersetzt werden kann, so daß keine wesentlichen Eingriffe in die Schaltung erforderlich sind. Der Taster T läßt sich entsprechend gekennzeichnet sichtbar am Meßgerätgehäuse anbringen, das in Fig. 2 schematisch durch die Umrandung G angedeutet ist.
In Fig. 3 ist die Verwirklichung des Erfindungsprinzips an einem besonderen, im Handel erhältlichen Taschen- Digital-Mehrfachmeßgerät dargestellt.
Mit VOhm ist die "heiße"Eingangsbuchse für Spannungs- und Widerstandsmessung angedeutet.
FU bedeutet den Funktionsumschalter Spannung/Strom/Widerstand/ Gleichstrom/Wechselstrom.
EK ist ein zusteckbarer Ergänzungskondensator zur Ladungsmeßbereichs-Erweiterung.
Mit 10 A sind getrennte Strom-Meßeingangsbuchsen für den 10 A-Meßbereich bezeichnet.
HI und LO sind Klemmenbezeichnungen des Hochstromeingangs.
Bei SI ist eine Sicherung angedeutet.
CR 106 und CR 107 sind Schutzdioden. Mit R 106, R 118, R 105 und C 106 sind im vorliegenden Fall nicht interessierende Bauteile beim angegebenen Gerät, bei dem es sich um ein Keithley-130-Digital-Mehrfachmeßgerät handelt angedeutet. In dem gestrichelt gezeichneten Rechteck ist der erfindungsgemäß vorgesehene zusätzliche Kondensator K angedeutet, der über den Taster T normalerweise kurz geschlossen ist. Diese Anordnung liegt in Reihe zu den verschiedenen Meßbereichswiderständen, die durch den Meßbereichsumschalter SU geschaltet werden können. Mit A ist entsprechend der Darstellung in den Fig. 1 und 2 die Anzeige angedeutet, die in diesem Fall eine Digitalanzeige ist.

Claims

Gerät zum Nachweis elektrostatischer Ladunqen Patentansprüche X) Gerät zum Nachweis elektrostatischer Ladungen, g e k e n n z e i c h -net durch ein transistoriertes oder mit integrierten Schaltkreisen bestücktes, über den Spannungsabfall an wenigstens einem Meßwiderstand wenigstens die Messung von Gleichstrom gestattendes Meßinstrument, dessen gegen Oberlastung elektronisch geschützter Meßwertumsetzer (M) einen hochohmigen Eingangswiderstand aufweist, bei dem in Reihe zu den Meßwiderständen (S1, 52) ein durch einen Schalter (T) kurzschließbarer Kondensator (K) geschaltet ist.
2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß bei Vorhandensein mehrerer Meßwiderstände (S1, S2) einer davon durch einen durch einen Schalter (T) kurzschließbaren Kondensator (K) ersetzt ist.
3. Durch eine Ladungsmeßeinrichtung in seiner Funktionsweise erweitertes Vielfach-Meßinstrument, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß am Instrumentengehäuse (G) ein einen eingebauten zusätzlichen, in Reihe mit den Meßwiderständen (Sl, S2) Kondensator kurzschließender Taster (T) vorgesehen ist.