DE4134695A1 - Pruefgeraet zur anzeige elektrischer spannung - Google Patents
Pruefgeraet zur anzeige elektrischer spannungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Prüfgerät zur Anzeige elektri
scher Spannungen gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Ein Prüfgerät dieser Gattung ist aus DE 28 46 675 C bekannt.
Dieses Prüfgerät eignet sich zur Anzeige von Gleichspannun
gen oder gleichgerichteten Wechselspannungen, wobei die
Spannung des Prüfobjektes an eine als Spannungsteiler wir
kende Reihenschaltung von ohmschen Widerständen angelegt
wird. Die Spannung an den einzelnen Teilerpunkten des Span
nungsteilers wird abgegriffen und mit aus der Spannung einer
Versorgungsbatterie abgeleiteten Referenzspannungen vergli
chen. Den einzelnen Vergleichern zugeordnete Leuchtdioden
zeigen den Spannungsbereich an, in welchem die Prüfspannung
liegt. Dieses Prüfgerät eignet sich nur zur zweipoligen
Spannungsprüfung. Bei der auch angegebenen einpoligen Span
nungsprüfung ist der hohe Widerstand des menschlichen Kör
pers in Reihe zu der Spannungsteiler-Reihenschaltung ge
schaltet. Dadurch wird der Spannungsabstand der einzelnen
Teilerpunkte so klein, daß eine eindeutige Spannungsanzeige
nicht mehr gewährleistet ist. Der stark schwankende ohmsche
Kontakt-Widerstand zwischen dem Körper des Benutzers und dem
Gerät einerseits und dem Erdboden andererseits macht das
Gerät für die einpolige Spannungsanzeige vollends ungeeig
net.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Prüfgerät zur
Verfügung zu stellen, das sich zur einpoligen Anzeige von
Wechselspannungen eignet und insbesondere gegebenenfalls
auch eine berührungslose Spannungsprüfung ermöglicht.
Diese Aufgabe wird bei einem Prüfgerät der eingangs genann
ten Gattung erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des
kennzeichnenden Teiles des Anspruches 1.
Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der
Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Das erfindungsgemäße Prüfgerät arbeitet als einpoliges
Prüfgerät, bei welchem eine Prüfelektrode die Spannung von
dem Prüfobjekt abnimmt. Die Masseelektrode des Prüfgerätes
wird über den Benutzer, der das Prüfgerät in der Hand hält,
kapazitiv an Erde gekoppelt. Zwischen der Prüfelektrode und
der Masseelektrode sind in Reihe ein sehr hochohmiger
ohmscher Vorwiderstand und ein ohmscher Meßwiderstand
geschaltet. Der Widerstandswert des hochohmigen Vorwider
standes beträgt dabei ein Mehrfaches der für die zu prüfen
de Wechselspannung in Reihe zu der Reihenschaltung der
ohmschen Widerstände wirksamen kapazitiven Koppel-Blindwi
derstände. Diese kapazitiven Koppel-Blindwiderstände erge
ben sich in erster Linie zwischen dem menschlichen Körper
des Benutzers und dem Erdboden, auf welchem dieser Benutzer
steht. Ein weiterer kapazitiver Koppel-Blindwiderstand kann
sich zwischen dem Prüfgerät und der Hand des Benutzers, die
das Prüfgerät hält, ergeben. Dieser Koppel- Blindwiderstand
kann nur eine unbedeutende Rolle spielen, wenn die Masse
elektrode des Prüfgerätes als Berührungselektrode aus dem
Gehäuse des Prüfgerätes herausgeführt ist, so daß die Hand
des Benutzers mit der Masseelektrode in galvanische Berüh
rung kommt. Ist eine solche unmittelbare galvanische Berüh
rung der Masseelektrode des Prüfgerätes nicht vorgesehen,
so ergibt sich ein höherer Koppel-Blindwiderstand zwischen
der Masseelektrode des Prüfgerätes und der Hand des Benut
zers.
In einer Ausführungsform ist die Prüfelektrode als Prüf
spitze ausgebildet, die in galvanisch leitende Berührung
mit dem Prüfobjekt gebracht wird. In einer anderen Ausfüh
rungsform der Erfindung ist eine berührungslose Spannungs
prüfung und -anzeige möglich, wozu die Prüfelektrode als
Sensor ausgebildet ist, der ohne galvanische Berührung an
das Prüfobjekt angelegt werden kann. In diesem Fall wird
die zu prüfende Wechselspannung kapazitiv auf den Sensor
gekoppelt, so daß auch der kapazitive Koppel-Blindwider
stand zwischen dem Prüfobjekt und der Prüfelektrode in
Reihe zu der Reihenschaltung der ohmschen Widerstände
wirksam ist. Um diesen kapazitiven Koppel-Blindwiderstand
zwischen Prüfobjekt und Prüfelektrode möglichst klein zu
halten, ist die Prüfelektrode vorzugsweise als flächiger
Sensor ausgebildet, um eine möglichst hohe Kapazität zwi
schen dem Prüfobjekt und dem Sensor zu erhalten. Da übli
cherweise die Spannung an Kabeln geprüft wird, ist der
Sensor vorzugsweise als mantelförmige Platte ausgebildet,
die sich außen an den Umfang des Kabels anlegen kann und
das Kabel teilweise umschließt. Die berührungslose Span
nungsprüfung ermöglicht eine Spannungsanzeige ohne ein
Abisolieren des Kabels.
Da der hochohmige Vorwiderstand in seinem Wert wesentlich
höher ist als die kapazitiven Koppel-Blindwiderstände,
bestimmt dieser hochohmige Vorwiderstand im wesentlichen
den komplexen Eingangs-Gesamtwiderstand des Prüfgerätes.
Die undefinierten und sich ständig ändernden kapazitiven
Koppel-Blindwiderstände haben nur einen sehr geringen
Einfluß auf den komplexen Gesamtwiderstand. Aufgrund dieses
im wesentlichen durch den hochohmigen Vorwiderstand be
stimmten nahezu konstanten komplexen Gesamtwiderstands
ergibt sich durch die zu prüfende Wechselspannung ein
nahezu konstanter Wechselstrom durch den Meßwiderstand. Der
Spannungsabfall an dem Meßwiderstand stellt somit ein recht
genaues Maß für die zu prüfende Spannung dar. Wird der
Widerstandswert des hochohmigen Vorwiderstandes wenigstens
10mal größer als die üblicherweise auftretenden Änderungen
der kapazitiven Koppel-Blindwiderstände gewählt, so ergibt
sich eine Meßgenauigkeit, die für die in der Praxis auftre
tenden Anwendungsfälle ausreicht, in denen in der Regel nur
eine Bereichsanzeige der zu prüfenden Spannung erforderlich
ist. Für die meisten Anwendungsfälle hat sich bei einer zu
prüfenden Wechselspannung von ca. 50 Hz als ausreichend
erwiesen, wenn der Wert des hochohmigen Vorwiderstandes
mehr als etwa 240 MOhm beträgt.
Die an dem Meßwiderstand abfallende Spannung wird verstärkt
und gleichgerichtet, so daß sie mit Referenzspannungen
verglichen werden kann, die aus einer Batterie des Prüfge
rätes abgeleitet werden. Die Anzeige des Spannungsbereiches
erfolgt vorzugsweise über Leuchtdioden.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist
das Prüfgerät weiter eine Ein-Aus-Schalter-Anordnung auf,
die ein selbständiges Ein- und Ausschalten des gesamten
Prüfgerätes bewirkt. Dadurch entfällt ein herkömmlicher
Ein-Aus-Schalter und die Batterie des Prüfgerätes wird nur
während des tatsächlichen Prüfvorganges belastet.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann das
Prüfgerät auch zusätzlich als Durchgangsprüfer verwendet
werden. Hierzu ist in dem Prüfgerät ein Taster vorgesehen,
der einen den hochohmigen Vorwiderstand überbrückenden
Spannungsteiler an die Prüfelektrode anschließt. Ein von
der Versorgungsbatterie des Prüfgerätes gespeister Prüf
strom fließt dann über die Berührungselektrode des Prüfge
rätes, den menschlichen Körper des Benutzers, das Prüfob
jekt, die Prüfelektrode und diesen zugeschalteten Span
nungsteiler. Der bei Durchgang des Prüfobjektes fließende
Strom bewirkt in dem Spannungsteiler einen Spannungsabfall,
der eine Leuchtdiode als Durchgangsanzeige ansteuert. Da
zur Durchgangsprüfung ein von der Batterie gespeister
Gleichstrom verwendet wird, ist hierfür eine galvanische
Verbindung des Benutzers mit der Berührungselektrode des
Prüfgerätes einerseits und mit dem Prüfobjekt andererseits
erforderlich. Ebenso muß die Prüfelektrode als Prüfspitze
galvanisch mit dem Prüfobjekt in Berührung kommen.
Zur Ergänzung der Wechselspannungsprüfung kann das Gerät
auch mit einer Gleichspannungsanzeige z. B. gemäß
DE-OS 22 13 494 bzw. DE-OS 28 30 323 ausgestattet sein.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung
dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es
zeigen
Fig. 1 einen Schaltplan des Prüfgerätes für eine ein
polige Spannungsprüfung und -anzeige,
Fig. 2 einen entsprechenden Schaltplan für eine abge
wandelte Ausführung des Prüfgeräts der Fig. 1,
Fig. 2a eine Abwandlung des Schaltplanes der Fig. 2
für ein Prüfgerät mit berührungsloser Prüfung,
Fig. 3 eine Ein-Aus-Schalter-Anordnung zur Verwendung
bei dem Prüfgerät nach Fig. 1,
Fig. 3a eine Abwandlung der Ein-Aus-Schalter-Anordnung
der Fig. 3 zur Verwendung bei einem Prüfgerät
gemäß Fig. 2a,
Fig. 4 eine Schaltungsanordnung zur Verwendung des
Prüfgerätes nach Fig. 1 als Durchgangsprüfer,
Fig. 5 eine Seitenansicht des Prüfgerätes in der Aus
führung der Fig. 1 mit der Schaltungsanordnung
der Fig. 4,
Fig. 6 eine Seitenansicht des Prüfgerätes in der Aus
führungsform der Fig. 2 und
Fig. 6a eine Seitenansicht des Prüfgerätes in der Aus
führungsform der Fig. 2a.
In dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 und 5 weist das
Prüfgerät ein Gehäuse 9 auf, welches die in Fig. 1 gezeig
te Schaltung aufnimmt. Eine Prüfelektrode 1 ist aus dem
Gehäuse 9 herausgeführt und bildet dort eine Prüfspitze 3,
die mit dem Prüfobjekt galvanisch leitend in Berührung
gebracht wird. Eine Masseelektrode 2 ist ebenfalls aus dem
Gehäuse 9 herausgeführt und als Berührungselektrode 8
flächig außen auf dem Gehäuse 9 (in Fig. 5 auf der Gehäu
serückseite) angebracht. Die Berührungselektrode 8 wird von
dem Benutzer mit der Hand berührt, so daß sie galvanisch
leitend mit dem Körper des Benutzers verbunden ist.
Zwischen die Prüfelektrode 1 und die Masseelektrode 2 ist
eine Reihenschaltung von ohmschen Widerständen R1, R2, R3
und R4 geschaltet. Der Widerstand R1 ist als sehr hochohmi
ger Vorwiderstand ausgebildet, dessen Widerstandswert mehr
als das Zehnfache des kapazitiven Koppel-Blindwiderstandes
beträgt, der sich aus der Parallelschaltung der Kapazitäten
C1 und C2 der Füße des Benutzers gegenüber dem Erdboden
ergibt, auf dem der Benutzer steht. In der Praxis hat sich
bei der Prüfung von Wechselspannungen der Frequenz 50 Hz
ein Vorwiderstand R1 von mehr als 240 MOhm bewährt.
Wird die Prüfelektrode 1 über die Prüfspitze 3 in galva
nisch leitende Berührung mit einem Prüfobjekt gebracht, an
welchem eine Wechselspannung anliegt, so fließt ein Wech
selstrom als Meßstrom von der Prüfelektrode 1 über die
Reihenschaltung der ohmschen Widerstände R1, R2, R3, R4,
die Masseelektrode 2, den Körper des Benutzers und die
Koppelkapazitäten C1 und C2 zur Erde. Wegen des hohen
Widerstandswertes des Vorwiderstandes R1 ist dieser Meß
strom praktisch unabhängig von den Koppelkapazitäten
C1 und C2, die sich in Abhängigkeit von der Beschaffenheit des
Fußbodens, dem Schuhwerk des Benutzers und dessen Standpo
sition ändern. Es fließt somit zwischen der Prüfelektrode 1
und der Masseelektrode 2 ein praktisch konstanter nur von
der an der Prüfelektrode 1 anliegenden Wechselspannung
abhängiger Meßstrom.
Dieser Meßstrom erzeugt an dem als Meßwiderstand dienenden
ohmschen Widerstand R2 einen Spannungsabfall, der über
einen Differenzverstärker abgegriffen wird. Der Differenz
verstärker besteht aus den Widerständen R5, R6, R7 und
einem über den Widerstand R8 rückgekoppelten Operationsver
stärker OP1.
Das über diesen Differenzverstärker hochverstärkte Wechsel
spannungssignal des Meßwiderstandes R2 wird über einen
Gleichrichter GR1 gleichgerichtet und einer Vergleicher
schaltung zugeführt.
Eine Versorgungsbatterie mit der Batteriespannung +Ub lie
fert in später beschriebener Weise eine Betriebsspannung
+Ubat, die über eine Spannungsstabilisierungsschaltung als
Referenzspannung Ref die Vergleicherschaltung speist. Die
Referenzspannung Ref liegt an einem Spannungsteiler, der
durch die Reihenschaltung von ohmschen Widerständen R9, R10,
R11, R12 und R13 gebildet ist. Die Teilerpunkte dieses
Spannungsteilers sind jeweils mit einem Eingang eines je
weils zugeordneten als Vergleicher wirkenden Operationsver
stärkers OP2, OP3, OP4 bzw. OP5 verbunden. Dem jeweils
anderen Eingang dieser Operationsverstärker OP2, OP3, OP4
und OP5 wird das verstärkte und gleichgerichtete Spannungs
signal des Meßwiderstandes R2 zugeführt. Die Ausgänge der
Operationsverstärker OP2, OP3 und OP5 liegen jeweils über
Vorwiderstände RV1, RV2, RV3 bzw. RV4 und Leuchtdioden D2,
D3, D4 bzw. D5 an der Batteriespannung +Ub. Die Leuchtdioden
D2, D3, D4 und D5 sind in einem Anzeigefeld des Gehäuses 9
des Prüfgerätes sichtbar, wie in Fig. 5 mit 6 bezeichnet.
Liegt an der Prüfelektrode 1 eine Wechselspannung an, so
liegt an dem einen Eingang der Operationsverstärker OP2,
OP3, OP4 und OP5 eine dieser Wechselspannung proportionale
Gleichspannung an. Die Operationsverstärker OP2, OP3, OP4
und OP5 vergleichen diese Gleichspannung jeweils mit der
Spannung des zugehörigen Teilerpunktes des Spannungsteilers
R9, R10, R11, R12 und R13. Soweit die dem Meßstrom propor
tionale Spannung die Spannung des jeweiligen Teilerpunktes
übertrifft, wird der zugehörige Operationsverstärker aufge
steuert und die zugehörige Leuchtdiode D2, D3, D4, D5 leuch
tet auf. Die aufleuchtenden Leuchtdioden zeigen somit den
Wert der geprüften Wechselspannung an. Durch geeignete Wahl
des Spannungsteilers R9, R10, R11, R12, R13 können bei
spielsweise den einzelnen Leuchtdioden D2, D3, D4, D5 Span
nungsbereiche von 24V, 50V, 120V und 220V zugeordnet
werden.
In den Fig. 2 und 6 ist eine Abwandlung des Prüfgerätes
dargestellt. In dieser Ausführung ist die Masseelektrode 2
der Reihenschaltung der Widerstände R1 und R2 nicht als
Berührungselektrode 8 aus dem Gehäuse 9 herausgeführt. Die
Masseelektrode 2 ist vielmehr mit dem Massepotential der
Schaltung und damit mit dem Gehäuse 9 verbunden.
In diesem Fall ergibt sich keine galvanisch leitende Berüh
rung zwischen der Masseelektrode 2 und der Hand des Benut
zers. Die Hand des Benutzers und die Masseelektrode 2 sind
nur kapazitiv mit der Koppel-Kapazität C3 gekoppelt. Der
Meßstrom fließt somit von der als Prüfspitze 3 ausgebildeten
Prüfelektrode 1 über den hochohmigen Vorwiderstand R1, den
Meßwiderstand R2, die Koppel-Kapazität C3 und die parallel
liegenden Koppelkapazitäten C1 und C2 zur Erde. In diesem
Fall muß der Widerstandswert des ohmschen Vorwiderstandes R1
ein Vielfaches, vorzugsweise mehr als das Zehnfache, des
kapazitiven Koppel-Blindwiderstandes betragen, der sich aus
der Hintereinanderschaltung der Kapazität C3 und der paral
lel liegenden Kapazitäten C1 und C2 ergibt.
Eine weitere Ausführungsform ist in den Fig. 2a und 6a
dargestellt.
In dieser Ausführungsform wird die Prüfelektrode 1 nicht
galvanisch leitend mit dem Prüfobjekt in Berührung gebracht.
Die Prüfelektrode ist vielmehr als Sensor 4 in Form einer
leitenden Platte ausgebildet. Der Sensor 4 wird an das
Prüfobjekt herangebracht, so daß er kapazitiv mit der Kop
pelkapazität C4 mit dem Prüfobjekt gekoppelt ist.
In dieser Ausführung fließt der Meßstrom von dem Prüfobjekt
über die Koppelkapazität C4, die Widerstände R1 und R2, die
Koppelkapazität C3 und die parallel liegenden Koppelkapazi
täten C1 und C2. Der Widerstandswert des hochohmigen Vorwi
derstandes R1 muß in diesem Falle ein Mehrfaches des kapazi
tiven Koppel-Blindwiderstandes betragen, der sich aus den
Koppelkapazitäten C1, C2, C3 und C4 ergibt.
Wird das Prüfgerät zur Spannungsprüfung von elektrischen
Kabeln 5 benutzt, so ist der Sensor 4 vorzugsweise als
halbzylindrische Platte ausgebildet, die das Kabel 5 mantel
artig umschließt, wie dies in der Zeichnung dargestellt ist.
In den Fig. 3 und 3a ist eine Ein-Aus-Schalter-Anordnung
gezeigt, die in Verbindung mit den zuvor beschriebenen
Schaltungen des Prüfgerätes verwendet werden kann. Fig. 3
zeigt dabei die Ein-Aus-Schalter-Anordnung in Verbindung mit
dem Prüfgerät gemäß Fig. 1, während Fig. 3a diese
Ein-Aus-Schalter-Anordnung in Verbindung mit dem Prüfgerät der
Fig. 2a zeigt.
Die an der Prüfelektrode 1 anliegende Wechselspannung wird
über einen ohmschen Spannungsteiler R14, R15 an das Massepo
tential des Prüfgerätes gelegt und damit über den Benutzer
zur Erde geführt. Der über den Spannungsteiler R14, R15
fließende Strom erzeugt an dem Widerstand R15 einen Span
nungsabfall, der einen MOSFET-Transistor T2 zur Impedanz
wandlung aufsteuert. Der Strom des MOSFET-Transistors T2
erzeugt in dem Widerstand R16 einen Spannungsabfall, der
durch einen Gleichrichter GR2 gleichgerichtet wird und über
einen Schwellwertschalter V1, vorzugsweise einen
Schmitt-Trigger, eine Treiberschaltung T3 betätigt. Die Treiber
schaltung T3 schaltet die Spannung der Versorgungsbatterie
+Ub als Betriebsspannung +Ubat der gesamten Schaltung des
Prüfgerätes zu. Das Anlegen der Versorgungsspannung +Ub wird
über eine Leuchtdiode D1 mit vorgeschaltetem Widerstand RV5
angezeigt.
Die Ein-Aus-Schalter-Anordnung bewirkt, daß nur dann die
Versorgungsbatterie an die Strom verbrauchenden Elemente des
Prüfgerätes angeschaltet und belastet wird, wenn das Prüf
gerät tatsächlich benutzt wird und eine Wechselspannung an
der Prüfelektrode 1 anliegt. Das Prüfgerät benötigt daher
keinen herkömmlichen Ein-Aus-Schalter und die Versorgungs
batterie wird optimal geschont.
In der Ausführungsform der Fig. 1 kann das Prüfgerät außer
zur Spannungsprüfung und -anzeige zusätzlich auch als Durch
gangsprüfer verwendet werden, indem die Schaltung der Fig. 1
durch die in Fig. 4 dargestellte Schaltung ergänzt wird.
Hierzu führt von der Prüfelektrode 1 über einen Taster S1,
der in Fig. 5 mit 7 bezeichnet ist, ein aus den ohmschen
Widerständen R17 und R18 bestehender Spannungsteiler zur
Gerätemasse. Die Betriebsspannung +Ubat wird über einen
Widerstand R19 und die Widerstände R3 und R4 an die als
Berührungselektrode 8 ausgebildete Masseelektroe 2 geführt.
Der Benutzer berührt mit der einen Hand die Berührungselek
trode 8, d. h. die Masseelektrode 2, und mit der anderen Hand
das eine Ende des auf Durchgang zu prüfenden Prüfobjektes.
Mit dem anderen Ende des Prüfobjektes wird die Prüfelektrode
1 in galvanisch leitende Verbindung gebracht.
Wird der Taster S1 betätigt und geschlossen, so fließt somit
bei Durchgang des Prüfobjektes ein Prüfstrom über den Wider
stand R19, die Widerstände R3 und R4, den Körper des Benut
zers, das Prüfobjekt, die Prüfelektrode 1 und den Spannungs
teiler R17, R18. Eine Sperrdiode D6 verhindert dabei, daß
der Strom über die Widerstände R2 und R1 fließt. Dieser
Prüfstrom erzeugt an dem Widerstand R18 einen Spannungsab
fall, der einen hochverstärkenden Darlington-Transistor T1
aufsteuert. Der Strom des Darlington-Transistors T1 fließt
zur Durchgangsanzeige über eine Leuchtdiode D7 mit Vorwider
stand RV6.
Die Widerstände R3 und R4 dienen als Schutzwiderstände für
den Benutzer, die den durch den menschlichen Körper fließen
den Strom auf eine unschädliche Stromstärke begrenzen (auch
bei an dem Prüfobjekt anliegender Fremdspannung), selbst
wenn die hochohmigen Widerstände R1 bzw. R19 ausfallen
sollten.
In dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 eignet sich das Prüf
gerät zur einpoligen Prüfung und Anzeige von Wechselspannun
gen. Ist das Prüfgerät dabei zusätzlich noch mit der Schal
tung gemäß Fig. 4 ausgestattet, so eignet es sich zusätz
lich noch zur Durchgangsprüfung, zur Polaritätsprüfung von
Gleichspannungsquellen, zur Halbleiterprüfung und zur Kon
densatorprüfung. Bei der Polaritätsprüfung wird durch Betä
tigung des Tasters S1 die Durchgangsprüfungsschaltung einge
schaltet. Liegt bei der Polaritätsprüfung die Prüfelektrode
1 am Pluspol und die Hand des Benutzers berührt den Minus
pol, so leuchtet die Leuchtdiode D7 der Durchgangsanzeige
auf. Bei umgekehrter Polung, d. h. wenn sich die Prüfelektro
de 1 am Minuspol befindet, leuchtet die Leuchtdiode D7 nicht
auf. Die Prüfung von Halbleiterelementen, wie Dioden und
Transistoren, erfolgt als Durchgangsprüfung. Die Prüfung von
Kondensatoren erfolgt ebenfalls als Durchgangsprüfung, wobei
bei der Prüfung eines entladenen Kondensators der Prüfstrom
zunächst den Kondensator auflädt, so daß während der Aufla
dezeit Durchgang angezeigt wird.
In der Ausführungsform der Fig. 2 eignet sich das Prüfgerät
zur einpoligen Prüfung und Anzeige von Wechselspannungen.
Wegen der fehlenden galvanischen Verbindung mit dem Körper
des Benutzers ist eine Durchgangsprüfung mit einer Schaltung
gemäß Fig. 4 nicht möglich.
In der Ausführungsform der Fig. 2a eignet sich das Prüfge
rät zur berührungslosen einpoligen Prüfung und Anzeige von
Wechselspannungen.
Claims (16)
1. Prüfgerät zur Anzeige elektrischer Spannungen, mit
einer Prüfelektrode für das Prüfobjekt, mit einer
Masseelektrode und mit einer zwischen der Prüfelektrode
und der Masseelektrode liegenden Reihenschaltung ohm
scher Widerstände, deren Spannungsabfall abgegriffen
und mit abgestuften Referenzspannungen verglichen wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur einpoligen Prüfung von Wechselspannungen die
Reihenschaltung einen hochohmigen Vorwiderstand (R1)
und einen Meßwiderstand (R2) aufweist, wobei der Wider
standswert des Vorwiderstandes (R1) ein Mehrfaches der
maximal auftretenden Änderungen der in Reihe zu der
Reihenschaltung der ohmschen Widerstände (R1, R2)
wirksamen kapazitiven Koppel-Blindwiderstände zwischen
Prüfobjekt und Prüfelektrode (C4), zwischen der Masse
elektrode (2) und dem Benutzer (C3) des Prüfgerätes und
zwischen dem Benutzer und Erde (C1, C2) ist, und daß
die an dem Meßwiderstand (R2) abfallende Spannung
verstärkt (Verstärkerschaltung R5, R6, R7, R8, OP1)
gleichgerichtet (Gleichrichter GR1) und mit den Refe
renzspannungen verglichen wird.
2. Prüfgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Widerstandswert des Vorwiderstandes (R1) wenigstens
das Zehnfache der wirksamen kapazitiven Koppel-Blindwi
derstände (C1, C2, C3, C4) beträgt.
3. Prüfgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
zur Prüfung von Wechselspannungen von ca. 50 Hz der
Widerstandswert des Vorwiderstandes (R1) wenigstens 240
MOhm beträgt.
4. Prüfgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Prüfelektrode (1) als Prüfspit
ze (3) ausgebildet ist, die mit dem Prüfobjekt in
galvanisch leitende Berührung bringbar ist.
5. Prüfgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Prüfelektrode (1) als ohne
galvanisch leitende Berührung an das Prüfobjekt bring
barer Sensor (4) ausgebildet ist.
6. Prüfgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
der Sensor (4) als flächig an das Prüfobjekt anlegbare
leitende Platte, vorzugsweise zur Prüfung elektrischer
Kabel (5), als das Kabel (5) mantelförmig umschließende
Platte ausgebildet ist.
7. Prüfgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die Masseelektrode (2) eine außen
am Gehäuse (9) des Prüfgerätes angeordnete Berührungs
elektrode (8) ist.
8. Prüfgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die Masseelektrode (2) als Massepol
der Schaltung innen am Gehäuse (9) des Prüfgerätes
angeordnet ist.
9. Prüfgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die am Meßwiderstand (R2)
abfallende Spannung durch einen Differenzverstärker
(R5, R6, R7, R8, OP1) abgegriffen und verstärkt wird.
10. Prüfgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Referenzspannungen aus
der stabilisierten Spannung (Ref) einer das Prüfgerät
speisenden Batterie durch einen Spannungsteiler aus
mehreren ohmschen Widerständen (R9, R10, R11, R12, R13)
abgeleitet sind, daß die Teilerpunkte dieses Spannungs
teilers jeweils mit einem Eingang eines Operationsver
stärkers (OP2, OP3, OP4, OP5) verbunden sind, daß an die
anderen Eingänge sämtlicher Operationsverstärker (OP2,
OP3, OP4, OP5) das verstärkte und gleichgerichtete
Spannungssignal des Meßwiderstandes (R2) angelegt ist und
daß jeder Operationsverstärker (OP2, OP3, OP4, OP5)
jeweils ein Leuchtanzeige-Element (D2, D3, D4, D5)
ansteuert.
11. Prüfgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Ein-Aus-Schalter-An
ordnung (Fig. 3, 3a) an die Prüfelektrode (1) ange
schlossen ist, die bei Anliegen einer Spannung an der
Prüfelektrode (1) die Spannung (+Ub) einer Batterie
als Betriebsspannung (+Ubat) zuschaltet.
12. Prüfgerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß
die Ein-Aus-Schalter-Anordnung einen an die Prüfelek
trode (1) angeschlossenen Spannungsteiler (R14, R15)
aufweist, der über einen Impedanzwandler (T2, R16),
einen Gleichrichter (GR2) und gegebenenfalls einen
Schwellwertschalter (V1) eine die Betriebsspannung
(+Ubat) zuschaltende Treiberschaltung (T3) steuert.
13. Prüfgerät nach den Ansprüchen 4 und 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß zur Verwendung als Durchgangsprüfer die
Betriebsspannung (+Ubat) an die Masseelektrode (2)
gelegt ist und daß an die Prüfelektrode (1) über einen
Schalter (Taster S1) eine Stromanzeige-Schaltung an
schließbar ist.
14. Prüfgerät nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß
die Stromanzeige-Schaltung ein an die Prüfelektrode (1)
anschaltbarer Spannungsteiler (R17, R18) ist, durch
dessen Teilerpunkt ein Halbleiter-Schalter im Stromweg
einer Leuchtanzeige (D7) aufgesteuert wird.
15. Prüfgerät nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß
der Halbleiter-Schalter ein Darlington-Transistor (T1)
ist.
16. Prüfgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Schutzwiderstand (R3,
R4) in Reihe vor die Masseelektrode (2) geschaltet ist.
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