DE3715013A1 - Elektrische vorrichtung mit pruefung der verbindungen zu einer elektrischen einrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Vorrichtung mit Prüfung der Verbindungen zu einer elektrischen Einrichtung, bei der ein Elektrogerät mit einem Paar von Verbindungsleitern zum Anlegen an die elektrische Einrichtung versehen ist, wobei jeder Verbin­ dungsleiter einen Kontakt aufweist, und bei der eine Anordnung zur Prüfung der elektrischen Verbindungen zwischen dem Elektro­ gerät und der elektrischen Einrichtung vorgesehen ist.

Es ist z.B. die elektrische Einrichtung ein Prüfling, der mit einer Meßvorrichtung untersucht wird. Man kann die Funktionsfä­ higkeit des Prüflings, der z.B. ein ohmscher Widerstand, ein Kon­ densator, eine Spule oder ein Halbleiter ist, messen, indem die beiden Paare von Meßleitern eines vierpoligen Meßgerätes an dem Prüfling angelegt werden und eine Strommessung sowie eine Span­ nungsmessung durchgeführt werden. Diese Messungen sind fehlerhaft bzw. entsprechen nicht dem Prüfling, wenn die Verbindungen zwi­ schen Prüfling und Meßgerät hinsichtlich ohmschen Leitungs- und Isolationswiderstand, Serien- und Parallelinduktivität und Se­ rien- und Parallelkapazität fehlerhaft sind. Deshalb ist es nach­ teilig, wenn die Meßvorrichtung nicht mit einer Anordnung zur Prü­ fung der elektrischen Verbindungen zwischen dem Meßgerät und dem Prüfling versehen ist. Dieser Nachteil ist auch bei den an­ deren elektrischen Vorrichtungen vorhanden, bei denen ein Elektro­ gerät mit einer elektrischen Einrichtung zu verbinden oder ver­ bunden ist.

Abgesehen von den beiden groben Forderungen, daß eine elektri­ sche Leitung keine Unterbrechung aufweisen darf und zwischen zwei Leitungen kein Kurzschluß vorhanden sein sollte, muß eine Verbindung zwischen zwei Systemen zusätzliche anwendungsspezifi­ sche Eigenschaften aufweisen. An die Leitungswiderstände in der Verbindung wird die Forderung gestellt, möglichst klein zu sein. Abgesehen von dieser groben Forderung müssen die Leitungswider­ stände von Fall zu Fall konkreteren Bedingungen genügen. Ein Bei­ spiel dazu ist der Einsatz einer Stromquelle mit begrenztem Spannungshub. Die Summe der Leitungswiderstände in der Strom­ schleife darf eine bestimmte Grenze nicht überschreiten, da sonst die Stromquelle nicht mehr den erforderlichen Strom lie­ fern kann. Auf der anderen Seite besteht u.U. die Notwendigkeit, Leitungswiderstände bis zu einer bestimmten Obergrenze tolerie­ ren zu müssen, z.B. wenn aufgrund der Industrieumgebung ver­ schmutzte Kontakte vorliegen, bei denen nicht zu vertretende hohe Kosten bei einer ständigen Reinigung entstehen würden, oder aber wenn eine bestimmte mechanische Beweglichkeit mit sehr dicken Leitern nicht zu erreichen ist.

Aus den beiden zueinander im Gegensatz stehenden Forderungen er­ gibt sich in Abhängigkeit vom Anwendungsfall ein Wertebereich für den Leitungswiderstand. Ähnliche Überlegungen lassen sich für den Isolationswiderstand anstellen, woraus sich auch für diesen ein vom Anwendungsfall abhängiger Wertebereich ergibt. Ein Prüfverfahren, das die ohmschen Komponenten einer elektrischen Verbindung untersucht, muß messen, ob die Leitungs- und Isola­ tionswiderstände in dem jeweils geforderten Wertebereich liegen. Zu den induktiven und kapazitiven Komponenten lassen sich ähn­ liche Überlegungen anstellen. Daraus ergeben sich vom Anwendungs­ fall abhängige Wertebereiche für die Serien- und Parallelinduk­ tivitäten und die Serien- und Parallelkapazitäten.

Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine elektrische Vor­ richtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die mit einer Anordnung zur Prüfung versehen ist, die in genauerer Weise ge­ wünschte Zustände und Fehlzustände in den elektrischen Verbin­ dungen zwischen Elektrogerät und elektrischer Einrichtung ver­ einfacht feststellt. Die erfindungsgemäße elektrische Vorrich­ tung ist, diese Aufgabe lösend, dadurch gekennzeichnet, daß je­ der der beiden Verbindungsleiter elektrogeräteseitig mittels einer Prüfleitung über einen Prüf-Umschalter an ein Prüfgerät anschließbar ist und das Prüfgerät zwei weitere Prüfleitungen aufweist, die jeweils mit einem Kontakt in Verbindung stehen, wobei jeweils einer der erstgenannten Kontakte und einer der zweitgenannten Kontakte einander zugeordnet sind, so daß bei fehlender Kontaktierung der beiden einander zugeordneten Kontak­ te Isolationswiderstände der Verbindungen mittels des Prüfgerä­ tes feststellbar sind und bei gegebener Kontaktierung der beiden einander zugeordneten Kontakte Durchgangswiderstände der Verbin­ dungen mittels des Prüfgerätes feststellbar sind.

Die durch Prüfungen ermittelten Isolationswiderstands- und Lei­ tungswiderstandswerte geben Aufschluß über die Funktionstüchtig­ keit der Verbindungen. Die vom Prüfgerät ermittelten Werte wer­ den in geeigneter Weise weiterverarbeitet, indem dem Prüfgerät eine Folgeschaltung, z.B. ein Computer, nachgeschaltet ist, wel­ che die Prüfwerte und die zugehörigen Prüfstellen aufnimmt und ein Signal verursacht, wenn der geprüfte Wert nicht im Sollbe­ reich liegt. In einem einfachen Fall werden die vom Prüfgerät ermittelten Werte auf einer Zeiger-Anzeige sichtbar gemacht, so daß ein Fehler in der Verbindung sichtbar ist. In jedem Fall wird eine Vielzahl von Prüfungen bzw. Messungen seriell mittels nur eines Prüfgerätes durchgeführt. Das Prüfgerät ist ein Wider­ standsmeßgerät, das zur Messung von ohmschen, kapazitiven und/ oder induktiven Widerständen ausgelegt ist und auf verschiedene Widerstandsbereiche umstellbar sein kann. Es arbeitet bei einem solchen für verschiedenartige Messungen ausgelegten Prüfgerät stets nur ein Teil bzw. Bereich, da das Prüfgerät stets eine Messung nach der anderen durchführt. Es können auch zwei oder mehr Prüfgeräte parallel zueinander vorgesehen sein und arbeiten.

Es ist möglich, die Kurzschluß-Kontaktierung der beiden einan­ der zugeordneten Kontakte zur Messung der Durchgangswiderstände mit einer gesonderten Einrichtung durchzuführen. Besonders zweck­ mäßig und vorteilhaft ist es jedoch, wenn durch Anschluß der Verbindungsleiter an die elektrische Einrichtung die Kontaktie­ rung der beiden einander zugeordneten Kontakte über ein Teil der elektrischen Einrichtung gegeben ist. Es wird die Kontaktierung mit dem Teil der elektrischen Einrichtung, d.h. der Anschluß der Verbindungsleiter an die elektrische Einrichtung mit in die Prüfung einbezogen.

Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es auch, wenn zusätz­ lich zu den beiden genannten Verbindungsleitern noch zwei weite­ re, mit den Kontakten versehene Verbindungsleiter zwischen dem Elektrogerät und der elektrischen Einrichtung vorgesehen sind und die beiden weiteren Prüfleitungen von den weiteren Verbin­ dungsleitern elektrogeräteseitig ausgehen. Diese Gestaltung wird vorgesehen, wenn das Elektrogerät vierpolig ist, z.B. ein vier­ poliges Meßgerät ist, und weist vier kurze Prüfleitungen auf.

Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es in anderen Fällen, wenn die zwei weiteren Prüfleitungen von den zweitgenannten Kon­ takten ausgehen und sich mit den beiden Verbindungsleitern in Richtung zum Prüfgerät erstrecken. Diese Gestaltung liegt bei zweipoligen Verbindungen vor, bei denen die Kurzschlußschleife über zwei lange Prüfleitungen verläuft.

Die erfindungsgemäße Anordnung zur Prüfung läßt sich auf ein Haushaltsgerät zur Prüfung der Funktionsfähigkeit der Verbin­ dungsleiter zwischen Haushaltsgerät und Anschluß an das Netz an­ wenden. Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es jedoch, wenn das Elektrogerät ein Meßgerät und die elektrische Einrichtung ein zu messender Prüfling ist.

Wenn man Isolations- und Leitungswiderstand kennt und da man weiß, welchen Widerstandswert ein Prüfling an sich haben sollte, läßt sich ein von diesem gewünschten Widerstandswert abweichen­ der Meßwert auf mangelnde Kontaktierung der Meßleiter bzw. Ver­ bindungsleiter am Prüfling zurückführen. Wenn die Prüfung einen mehr oder weniger großen Kurzschluß zwischen den beiden Meßlei­ tern bzw. Verbindungsleitern ergibt, so läßt ein entsprechend großes Meßergebnis des Meßgerätes auf mangelnde Kontaktierung der Verbindungsleiter am Prüfling schließen und läßt sich das Kurzschluß-Prüfergebnis bei der Bewertung des Meßergebnisses des Meßgerätes berücksichtigen. Durch die Prüfung läßt sich auch feststellen, ob sich der Zuleitungswiderstand in einem für den zu messenden Widerstand annehmbaren Rahmen befindet. Wenn hier allgemein von "Widerstand" die Rede ist, so ist damit ein ohm­ scher, induktiver und kapazitiver Widerstand gemeint.

Die erfindungsgemäße Meßvorrichtung läßt sich z.B. für einen Prüfling, der nur ein einziges Schaltelement ist, auslegen. Da­ bei sind mehrere Widerstände zwischen den und in den Verbin­ dungs- bzw. Meßleitern zu prüfen. Mittels des Umschalters wird das eine Prüfgerät nacheinander für die verschiedenen Prüfungen verwendet. Die erfindungsgemäße Meßvorrichtung wird aber in der Regel für einen Prüfling ausgelegt, der eine Vielzahl von zu mes­ senden Schaltelementen aufweist, wobei für jedes Schaltelement mindestens ein Paar von Verbindungsleitern vorgesehen ist, die sämtliche über den Umschalter mit dem nur einen Prüfgerät ge­ prüft werden. Es ist also z.B. eine Mehrzahl von Paaren von Ver­ bindungsleitern für einen Prüfling mit einer Mehrzahl von zu messenden Elementen vorgesehen und alle diese Verbindungsleiter sind über den einen Prüf-Umschalter an das eine Prüfgerät an­ schließbar. Der Prüfling ist dabei z.B. eine bestückte Leiter­ platte, eine integrierte Schaltung oder ein Schalter mit einer Vielzahl von Eingängen und nur einem Ausgang.

In der Zeichnung sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung dargestellt und zeigt

Fig. 1 eine elektrische Vorrichtung mit Prüfung der Verbindungen zu einer elektrischen Einrichtung mit nur einem Schalt­ element,

Fig. 2 eine zweite elektrische Vorrichtung mit Prüfung der Ver­ bindungen zu einer elektrischen Einrichtung mit zwei Schaltelementen,

Fig. 3 eine dritte elektrische Vorrichtung mit Prüfung der Ver­ bindungen zu einer elektrischen Einrichtung mit mehreren Schaltelementen und

Fig. 4 eine als Haushaltsgerät ausgebildete elektrische Vorrich­ tung mit Prüfung der Verbindungen zu einer als Netz aus­ gebildeten elektrischen Einrichtung.

Die elektrische Vorrichtung gemäß Fig. 1 ist eine Meßvorrichtung für einen Prüfling 1, der aus einem Schaltelement 2 besteht oder nur ein Schaltelement aufweist. Es ist als Elektrogerät ein Meßgerät 3 vorgesehen, das mit einem Paar von Verbindungs­ leitern 4, 5 für Strom und einem Paar von Verbindungsleitern 6, 7 für Spannung versehen ist. Die dem Prüfling 1 zugeordneten freien Enden je eines Verbindungsleiters 4, 6 der beiden Paare und der anderen beiden Verbindungsleiter 5, 7 der beiden Paare lassen sich miteinander kontaktieren oder voneinander fernhal­ ten. Zum Messen von Strom und Spannung werden die Verbindungs­ leiter an den Prüfling 1 angeschlossen. Hierzu sind an den Enden der Verbindungsleiter Kontakte 22, 23, 24, 25 vorgesehen.

Für ein Prüfen der Meßschaltung sind bei Kontaktierung der bei­ den Verbindungsleiter 4, 6 die Durchgangswiderstände 8 und 9 zu berücksichtigen und sind bei Kontaktierung der beiden Verbin­ dungsleiter 5 und 7 die Durchgangswiderstände 10 und 11 zu be­ rücksichtigen. Zwischen je zwei Verbindungsleitern ist ein Iso­ lationswiderstand 12, 13, 14, 15 bzw. 26, 36 anzunehmen. Nahe dem Meßgerät 3 ist jeder Verbindungsleiter 4, 5, 6, 7 über eine Prüfleitung 18, 19, 20, 21 an einen Prüf-Umschalter 16 ange­ schlossen, der die vier Anschlüsse in acht verschiedenen Weisen paaren kann und jeweils paarweise mit einem Prüfgerät 17 verbin­ det.

Die elektrische Vorrichtung gemäß Fig. 2 ist ebenfalls eine Meß­ vorrichtung, jedoch für zwei Schaltelemente 2. Die Bezugsziffern der Fig. 1 sind auch in Fig. 2 vorgesehen und die Ausführungen zu Fig. 1 gelten auch für Fig. 2. In Abweichung von Fig. 1 ist bei Fig. 2 dem Meßgerät ein Meßstellen-Umschalter 27 vorgeschal­ tet bzw. eingebaut, dem die Verbindungsleitungen 4, 5, 6, 7 zu­ laufen und der nacheinander das erste, das zweite und jeweils ein weiteres folgendes Schaltelement auf das Meßgerät 3 schal­ tet. Da der Meßstellen-Umschalter 27 mit dem Meßgerät 3 eine Ein­ heit bildet, gehen die Prüfleitungen 18, 20, 21 ebenfalls meßge­ räteseitig von den Verbindungsleitern 4, 5, 6, 7 aus.

Fig. 3 verdeutlicht schematisch eine elektrische Vorrichtung mit einem Drehschalter 28 als elektrische Einrichtung, der nur einen Eingang 29 und N Ausgänge 30 aufweist und bei dem die Durchgänge zu den N Ausgängen nacheinander gemessen werden sollen. Zu dem Eingang 29 verlaufen zwei Verbindungsleitungen 5, 7 und zu jedem Ausgang 30 verlaufen zwei Verbindungsleitungen 4, 6. Die Ver­ bindungsleitungen treten in eine Einheit 31 ein, die einen Meß­ stellen-Umschalter, diesem nachgeschaltet ein Meßgerät, einen Prüf-Umschalter und diesem nachgeschaltet ein Prüfgerät auf­ weist. Die Verbindungsleitungen sind sämtlich innerhalb der Einheit 31 über Prüfleitungen mit dem Prüf-Umschalter verbunden. Statt nur eines Ausganges 30 können auch zwei oder mehr vorhanden sein, auf welche die Eingänge 29 gruppenweise verteilt sind.

Gemäß Fig. 4 ist als Elektrogerät ein Haushaltsgerät 32, z.B. ein Staubsauger, vorgesehen, dessen Kabel zum Anschluß an das Netz zwei Verbindungsleitungen 4, 5 aufweist, die in Kontakten 22, 23 enden, die als Stifthälften ausgebildet sind. Das Haus­ haltsgerät 32 umfaßt einen Prüf-Umschalter 16, dem ein Prüfge­ rät 17 nachgeschaltet ist. Die beiden Verbindungsleitungen 4, 5 sind jeweils über eine kurze Prüfleitung 19, 20 mit dem Prüf- Umschalter 16 verbunden. Den Kontakten 22, 23 der Verbindungs­ leitungen 4, 5 sind in einem Stecker 33 als Stifthälften ausge­ bildete Kontakte 24, 25 zugeordnet, die von anderen Kontakten 22, 23 jeweils über eine Schicht 34 isoliert sind. Von den zweit­ genannten Kontakten 24, 25 geht jeweils eine lange Prüfleitung 18, 21 im Kabel mit den Verbindungsleitungen 4, 5 zu dem Haus­ haltsgerät 32 und dort in den Prüf-Umschalter 16. Je zwei Stift­ hälften-Kontakte bilden mit einer der isolierenden Schichten 34 einen Stift, der in einem mit dem Netz verbundene Buchse 35 steckbar ist, welche die beiden Stifthälften 22, 25 bzw. 23, 24 miteinander kurzschließt.

Die vorliegende elektrische Vorrichtung läßt sich für Nieder­ spannungs-Elektrogeräte bis ± 15 V und für Hochspannungs-Elektro­ geräte ab ± 15 V auslegen. Bei der Hochspannungsausführung wird ein Trennverstärker mit einer Spannungsfestigkeit von 5 kV zur Isolation von Elektrogerät und Prüfgerät eingesetzt.

Claims (5)

1. Elektrische Vorrichtung mit Prüfung der Verbindungen zu einer elektrischen Einrichtung, bei der ein Elektrogerät mit einem Paar von Verbindungsleitern zum Anlegen an die elektrische Einrichtung versehen ist, wobei jeder Verbindungsleiter einen Kontakt aufweist, und bei der eine Anordnung zur Prüfung der elektrischen Verbindungen zwischen dem Elektrogerät und der elektrischen Einrichtung vorgesehen ist, dadurch gekennzeich­ net, daß jeder der beiden Verbindungsleiter (4, 5) elektroge­ räteseitig mittels einer Prüfleitung (19, 20) über einen Prüf- Umschalter (16) an ein Prüfgerät (17) anschließbar ist und das Prüfgerät (17) zwei weitere Prüfleitungen (18, 21) auf­ weist, die jeweils mit einem Kontakt (24, 25) in Verbindung stehen, wobei jeweils einer der erstgenannten Kontakte (22, 23) und einer der zweitgenannten Kontakte (24, 25) einander zugeordnet sind, so daß bei fehlender Kontaktierung der bei­ den einander zugeordneten Kontakte (22, 25) bzw. (23, 24) Isolationswiderstände (12, 15, 26) der Verbindungen mittels des Prüfgerätes (17) feststellbar sind und bei gegebener Kon­ taktierung der beiden einander zugeordneten Kontakte Durch­ gangswiderstände (8, 10) der Verbindungen mittels des Prüfge­ rätes (17) feststellbar sind.

2. Elektrische Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß durch Anschluß der Verbindungsleiter (4, 5) an die elektrische Einrichtung (1) die Kontaktierung der beiden ein­ ander zugeordneten Kontakte (22, 25) bzw. (23, 24) über ein Teil (35) der elektrischen Einrichtung (1) gegeben ist.

3. Elektrische Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zusätzlich zu den beiden genannten Verbin­ dungsleitern (4, 5) noch zwei weitere, mit den Kontakten (24, 25) versehene Verbindungsleiter (6, 7) zwischen dem Elektroge­ rät (3) und der elektrischen Einrichtung (1) vorgesehen sind und die beiden weiteren Prüfleitungen (18, 21) von den weite­ ren Verbindungsleitern (6, 7) elektrogeräteseitig ausgehen.

4. Elektrische Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die zwei weiteren Prüfleitungen (18, 21) von den zweitgenannten Kontakten (24, 25) ausgehen und sich mit den beiden Verbindungsleitern (4, 5) in Richtung zum Prüf­ gerät (17) erstrecken.

5. Elektrische Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das Elektrogerät (3) ein Meßgerät und die elektrische Einrichtung (1) ein zu messender Prüfling (2) ist.