HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine
Eingangsschutzvorrichtung für ein Meßgerät und bezieht sich
insbesondere auf eine Verhinderung einer (eines)
fehlerhaften Eingabe oder Eingangs, die bzw. der sich anderenfalls
aus einem fehlerhaften Einstecken des Steckers eines
Testkabels ergeben könnte.
Beschreibung des Stands der Technik
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Die Eingangsschutzvorrichtung für ein Meßgerät ist
im Stand der Technik beispielsweise durch die
JP-Gebrauchsmusterveröffentlichung 39333/1987 repräsentiert.
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Die in dieser Veröffentlichung offenbarte Erfindung
ist vorgesehen, um zu verhindern, daß bei einem
Prüf- oder Testgerät, bei dem ein
Hochspannungs-Meßeingangsanschluß unabhängig von einem
Niederspannungs-Meßeingangsanschluß angeordnet ist, der Stecker eines Testkabels in
den Niederspannungs-Meßeingangsanschluß eingesteckt wird,
wenn eine hohe Spannung gemessen werden soll.
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Bei dieser offenbarten Erfindung wird daher das
Einstecken des Testkabelsteckers nur in den Hochspannungs-
Meßeingangsanschluß erlaubt, indem der Niederspannungs-
Meßeingangsanschluß automatisch mit einem Verschluß
verschlossen
wird, und zwar in Abhängigkeit von der Wahl
eines (Meß-)Bereichs, wenn ein Bereichswahlschalter auf
einen Hochspannungs-Meßbereich umgeschaltet wird oder
ist.
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Mit dieser Konstruktion ist es möglich zu
verhindem, daß dem Niederspannungs-Meßeingangsanschluß ein
übermäßig großes Eingangssignal (excessive input)
zugespeist wird.
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Bei der herkömmlichen Konstruktion ist jedoch der
Hochspannungs-Meßeingangsanschluß ständig offen; beim
Umschalten des Bereichswählschalters auf einen vom
Hochspannungs-Meßbereich verschiedenen Bereich ist oder wird
auch der Niederspannungs-Meßeingangsanschluß geöffnet.
Wenn somit der Bereichswahlschalter auf den vom
Hochspannungs-Meßbereich verschiedenen Bereich geschaltet wird,
kann der Stecker eines Testkabels zum Messen einer hohen
Spannung möglicherweise in den
Niederspannungs-Meßeingangsanschluß eingesteckt werden, wobei die interne
Schaltung des Testgeräts durch das übermäßig große
Eingangssignal beschädigt wird.
ABRISS DER ERFINDUNG
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die
Schaffung einer Eingangsschutzvorrichtung für ein
Meßgerät, die unabhängig vom gewählten Zustand eines
Meßbereichs eine interne (eingebaute) Schaltung vor einer
Beschädigung durch einen fehlerhaften Eingang, der durch
fehlerhaftes Einstecken des Steckers einer Testleitung
verursacht wird, zu schützen vermag.
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Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine
Eingangsschutzvorrichtung für ein Meßgerät mit: einem
Funktionswahlschalter zur Auswahl der Meßfunktionen; einer
Vielzahl von Eingangsanschlüssen zur selektiven Aufnahme
des Steckers eines Testkabels gemäß der gewählten
Meßfunktion; und einem Verschluß, der gemäß dem gewählten
Bereich des Funktionswahlschalters verschieblich ist, um
einen vorgegebenen der Eingangsanschlüsse zu öffnen oder
zu schließen. Der Verschluß umfaßt: einen zur Betätigung
von außen angepaßten Betätigungsabschnitt; Kontakte zum
Öffnen oder Schließen mindestens eines vorgegebenen der
Eingangsanschlüsse gemäß der Betätigung des
Betätigungsabschnitts; und einen Eingriffsabschnitt, der so
ausgeführt ist, daß er mit einem Abschnitt des
Funktionswahlschalters in Eingriff steht, wenn der vorgegebene
Eingangsanschluß geöffnet ist, um den Wahlbereich des
Funktionswahlschalters zu regeln, und daß er mit einem
Abschnitt des Funktionswahlschalters in Eingriff steht,
wenn der vorgegebene Eingangsanschluß geschlossen ist, um
die Bewegung des Verschlusses zu regeln.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Andere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden
Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung anhand
der beigefügten Zeichnungen, in denen zeigen:
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Fig. 1 eine perspektivische Darstellung des
Aufbaus eines wesentlichen Abschnitts gemäß
einer Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung,
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Fig. 2 eine Ansicht des Äußeren (der Anordnung)
von Fig. 1 und
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Fig. 3 eine verdeutlichende Darstellung der
Betätigungen (der Anordnung) gemäß Fig. 1.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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Die Ausführungsform dieser Erfindung ist nachstehend
anhand der beigefügten Zeichnungen im einzelnen
beschrieben.
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Fig. 1 ist eine perspektivische Darstellung der
Anordnung (bzw. des Aufbaus) eines wesentlichen Abschnitts
gemäß dieser Erfindung und veranschaulicht ein Beispiel
eines sog. digitalen Multimeßgeräts. In der eine Ansicht
des Äußeren (der Anordnung) von Fig. 1 zeigenden Fig. 2
sind: (a) eine Draufsicht (auf die Oberseite); (b) eine
Vorderansicht; (c) eine Seitenansicht und (d) eine
Unterseitenansicht. In der eine verdeutlichende Darstellung
der Betätigungen (der Anordnung) gemäß Fig. 1
darstellenden Fig. 3 zeigen (a) einen Zustand, in welchem ein
Verschluß geschlossen ist, und (b) einen Zustand, in welchem
der Verschluß geschlossen (vermutlich: geöffnet) ist.
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In diesen Figuren stehen die Bezugsziffern 1 für ein
oberes Gehäuseteil, 2 für ein unteres Gehäuseteil und 3
für eine Dichtung aus einem elastischen Werkstoff. Diese
Gehäuseteile 1 und 2 werden von der Unterseite des
Gehäuseteils 2 her bei zusammengesteckten Gehäuseteilen 1 und
2 mit Hilfe von nicht dargestellten Schrauben befestigt,
wobei die Gehäuseteile 1 und 2 ein inneres Gehäuseteil
darin aufnehmen und die Dichtung 3 um den Außenumfang der
Stirnfläche des Gehäuseteils 1 aufgesetzt ist.
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Das nicht dargestellte innere Gehäuseteil ist an der
Rückseite des oberen Gehäuseteils 1 angebracht. An der
Oberfläche bzw. Oberseite des oberen Gehäuseteils 1 sind
ein Funktionswahlschalter 4, der zum Wählen von
Meßfunktionen von der Außenseite her betätigbar ist, ein
Verschluß 5, ein Strom- oder Netzschalter 6 sowie
Betriebsartwahlschalter 7a - 7f angebracht bzw. angeordnet. Das
obere Gehäuseteil 1 ist mit einer Anzahl von
Eingangsanschlüssen 8 - 11 versehen, in welche der Stecker eines
nicht dargestellten Prüf- oder Testkabels je nach einer
einzustellenden Meßfunktion selektiv einsteckbar ist.
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Mit der Ziffer 12 ist eine an der Oberseite des
oberen Gehäuseteils 1 anzubringende Tafel oder Platte
bezeichnet, die mit mehreren Öffnungen zum Freilegen des
Funktionswahlschalters 4 und der Eingangsanschlüsse 8 -
11 zur Außenseite hin versehen und mit
Funktionsanzeigebuchstaben oder -symbolen für die einzelnen Einheiten
bedruckt ist.
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Die Bezugsziffer 13 bezeichnet einen an der
Rückseite des unteren Gehäuseteils 2 abnehmbar angebrachten
Ständer.
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Die Ausgestaltungen der einzelnen Abschnitte sind im
folgenden beschrieben.
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Der Funktionswahlschalter 4 wirkt als Drehschalter,
der mit einem konstanten Winkelabstand (klickend)
einrastet und bei der vorliegenden Ausführungsform zwischen
den folgenden neun grundsätzlichen Meßfunktionen
umschaltet: "Wechselspannung", "Gleichspannung", "Spannung von
500 mV", "Widerstand", "Diodenprüfung", "Strom von
500 µA", "Strom von 500 µA", "Strom von 500 mA" und
"Strom von 10 A".
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Dieser Funktionswahlschalter 4 ist im wesentlichen
kreisrund geformt und mit einem in einer
Durchmesserrichtung verlaufenden Steuerknopf 4a versehen. Ein
bogenförniger Eingriffs- bzw. Eingreifabschnitt (oder
Rastabschnitt) 4b ist an einem Umfangsteilabschnitt des
Steuerknopfes 4b angeformt und einstückig (materialeinheitlich)
mit einem Zapfen 4c ausgebildet. Dieser Zapfen ist oder
wird in eine zentrale Bohrung 1b eingeführt, die im
Zentrum einer in der Oberseite des oberen Gehäuseteils 1
ausgebildeten kreisrunden Vertiefung 1a geformt ist. Ein
Ende 4d des Eingreifabschnitts 4b ist in der Nähe des
Außenumfangs der Vertiefung 1a des oberen Gehäuseteils 1
geformt, um einen Stopper oder Anschlag 1c zum Regulieren
eines Endes des Drehbereichs des Funktionswahlschalters 4
zu bilden. Der Eingreifabschnitt 4b weist eine in seinem
anderen Ende 4e geformte Kerbe 4f auf und legt sich an
eine Seitenwand 1d des oberen Gehäuseteils 1 an, um das
andere Ende des Drehbereichs des Funktionswahlschalters 4
zu regulieren bzw. zu bestimmen.
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Am Verschluß 5 sind (materialeinheitlich) folgende
Teile angeformt: Ein Betätigungsabschnitt 5a, der eine
L-Form besitzt und von der Außenseite der Seite
betätigbar ist, an welcher (that) die Seitenwand des oberen
Gehäuseteils 1 mit ihrem Abschnitt entsprechend dem
Bewegungsbereich des Verschlusses 5 gleitend mit der
ausgesparten Kerbe 1d in Eingriff gelangen kann; Kontakte 5b
und 5c zum Öffnen oder Schließen zweier vorbestimmter (8
und 9) der mehreren Eingangsanschlüsse 8 - 11 nach
Maßgabe der Wahleinstellungen; ein Eingriffs- bzw.
Eingreifabschnitt 5d, der in die Kerbe 4f des im Abschnitt des
Funktionswahlschalters 4 ausgebildeten Eingreifabschnitts
4b einzugreifen vermag, wenn die vorbestimmten
Eingangsanschlüsse 8 und 9 geöffnet sind, um den Wählbereich des
Funktionswahlschalters 4 zu regulieren bzw. zu bestimmen,
und mit den Außenumfang des im Abschnitt des
Funktionswahlschalters 4 geformten Eingreifabschnitts 4b in
Berührung zu gelangen vermag, wenn die vorbestimmten
Eingangsanschlüsse 8 und 9 geschlossen sind, um die Bewegung des
Verschlusses zu regulieren bzw. zu bestimmen; und eine
Feder 5e zum Andrücken gegen einen Vorsprung 1e, der an
der Oberseite des oberen Gehäuseteils 1 längs der
Bewegungs- oder Verschieberichtung des Verschlusses 5
ausgebildet ist, um entsprechend der (jeweiligen) Wählstellung
ein Klick- oder Einrastgefühl zu vermitteln.
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Der Schalter 7a wird in eine relative Betriebsart
zum Anzeigen einer Änderung im Meßwert gestellt; der
Schalter 7b wird in eine Betriebsart zum Anzeigen von
Höchst- und Mindestwert des Meßwerts gestellt; der
Schalter 7c wird in eine Betriebsart zum Umschalten des
Anzeigewerts auf viereinhalb Ziffern oder Stellen und
dreieinhalb Ziffern oder Stellen gestellt; der Schalter 7d wird
in eine Betriebsart zum Halten des Meßwerts gesetzt; der
Schalter 7e wird in eine Betriebsart zum Halten des
Anzeigebereichs gestellt, und der Schalter 7f dient zum
Wählen der mehreren Funktionen, die den mittels des
Funktionswahlschalters 4 gewählten einzelnen
Funktionsbereichen im voraus zugewiesen sind.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform wird
insbesondere der Schalter 7f betätigt, um folgendes umzuschalten:
Das Anzeigeobjekt des Meßwerts auf eine Frequenz oder
eine Spannung und die Spannungsanzeige auf V oder dBm in
der "Wechselspannung"-Funktion; die Spannungsanzeige auf
V oder dBm in der "Gleichspannung"-Funktion; die Anzeige
auf die des Meßwerts unter Benutzung eines Zwischenstücks
oder Adapters zum Ausgeben einer Gleichspannung in der
"Gleichspannung von 500 mV"-Funktion; die Anzeige für
einen Alarm, eine Widerstandsmessung mit einer Leistung
bzw. einer Potenz (power) von nur einen Zehntel des
Normalwerts oder die Temperaturmessung mittels eines
Thermistors in der "Widerstand"-Funktion; die Polarität der
angelegten Spannung in der "Diodenprüfung"-Funktion; und
den Wechsel von Wechselstrom und Gleichstrom in den
einzelnen Strommeßfunktionen "Strom von 500 µA", "Strom von
50 mA", "Strom von 500 mA" und "Strom von 10 A".
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Der Eingangsanschluß 8 ist ein
Stromeingangsanschluß, in den der Stecker eines Testkabels an der
Plusseite selektiv einsteckbar ist zwecks Messung eines
Stroms von 10 A, und er weist eine in Reihe geschaltete
Schmelzsicherung eines geeigneten zulässigen Stroms oder
Stromwerts auf. Der Eingangsanschluß 9 ist ein
Stromeingangsanschluß, in den der Stecker eines Testkabels an der
Plusseite selektiv einsteckbar ist zwecks Messung von
Strömen in mA und µA, und er weist eine in Reihe
geschaltete Schmelzsicherung eines geeigneten zulässigen Stroms
oder Stromwerts auf. Der Eingangsanschluß (vermutlich:
10) ist ein gemeinsamer Eingangsanschluß, in den der
Stecker eines Testkabels an der Minusseite für eine
Vielfalt von Messungen (jeweils) gemeinsam eingesteckt wird.
Der Eingangsanschluß 11 ist ein
Widerstand/Spannungseingangsanschluß, in den der Stecker eines Testkabels an der
Plusseite für eine von der Strommessung verschiedene
Messung selektiv eingesteckt wird.
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An der Rückseite der Platte 12 sind mehrere
Vorsprünge angeformt, die in eine Anzahl von
Positionieröffnungen
1f - 1n eingreifen, die in der gegenüberliegenden
Fläche des oberen Gehäuseteils 1 ausgebildet sind.
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Im folgenden sind die Operationen oder
Wirkungsweisen der auf geschilderte Weise ausgestalteten Anordnung
beschrieben.
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Der Verschluß 5 wird auf die in den Fig. 3(a) und
3(b) gezeigte Weise durch einen Anwender gewählt (bzw.
eingestellt). Fig. 3 (a) zeigt den Zustand, in welchem die
Eingangsanschlüsse 8 und 9 durch den Verschluß 5
verschlossen sind; Fig. 3(b) zeigt den Zustand, in welchem
die Eingangsanschlüsse 8 und 9 durch den Verschluß 5
geöffnet sind.
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Im Zustand gemäß Fig. 3(a) ist der Eingriff zwischen
der Kerbe 4f des Funktionswahlschalters 4 und dem
Eingreifabschnitt 5d des Verschlusses 5 aufgehoben, so daß
der Funktionswahlschalter 4 so weit gedreht werden kann,
bis das andere Ende 4e des Eingreifabschnitts 4b sich an
die Seitenwand 1d anlegt.
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Da in diesem Zustand die Stromeingangsanschlüsse 8
und 9 durch den Verschluß 5 verschlossen sind, wird der
Stecker eines gegebenen Testkabels nicht in die
Stromeingangsanschlüsse 8 und 9 eingesteckt. Da diese die
Stromeingangsanschlüsse 8 und 9 kleine Eingangswiderstände
aufweisen, könnten sie bei Anlegung einer Spannung einen
hohen Strom durchfließen lassen, wobei die interne
Schaltung durchbrennt, die Schmelzsicherung schmilzt oder im
ungünstigsten Fall ein Unfall für einen Menschen
auftritt. Unabhängig von dieser Gefahr werden oder sind
jedoch die die Stromeingangsanschlüsse 8 und 9 zur Erhöhung
der Sicherheit nicht geöffnet, bis der Anwender von der
Strommessung überzeugt ist und den Funktionswahlschalter
4 auf die Strommeßfunktion umschaltet und dadurch den
Verschluß 5 öffnet.
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Wenn der Funktionswahlschalter 4 aus dem Zustand
gemäß Fig. 3(a) im Uhrzeigersinn gedreht wird, um die
"Strom von 500 µA"-Funktion einzustellen, erfolgt ein
Übergang auf den Zustand nach Fig. 3(b), in welchem der
Betätigungsabschnitt 5a des Verschlusses 5 betätigt
werden kann. Bei Betätigung des Betätigungsabschnitts 5a
kommt zudem der Eingreifabschnitt 5d des Verschlusses 5
in Eingriff mit der Kerbe 4f des Funktionswahlschalters
4, so daß er als Stopper oder Anschlag zur Verhinderung
einer etwaigen Drehung entgegen dem Uhrzeigersinn wirkt.
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Da in diesem Zustand die die Stromeingangsanschlüsse
8 und 9 geöffnet sind, kann die Strommessung durch
Einstecken der Testkabelstecker in einen der
Stromeingangsanschlüsse 8 und 9 und den gemeinsamen Eingangsanschluß
10 durchgeführt werden. Nebenbei besitzt der
Eingangsanschluß 11 einen hohen Eingangswiderstand, so daß auch bei
Zuspeisung eines Stroms kein gefährlicher Zustand
entsteht.
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Wenn der Verschluß 5 auf diese Weise geöffnet ist,
oder wenn der Testkabelstecker in einen der
Stromeingangsanschlüsse 8 und 9 eingesteckt ist oder wird, kann
darüber hinaus der Funktionswahlschalter 4 nicht auf eine
von der Strommessung verschiedene Meßfunktion
umgeschaltet werden.
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Wenn aus diesem Zustand ein Umschalten auf eine von
der Strommessung verschiedene Meßfunktion, wie
"Wechselspannung"-Funktion, zum Messen der Spannung erfolgt,
werden
der in den Stromeingangsanschluß 8 oder 9
eingesteckte Stecker des Testkabels (aus dem betreffenden Anschluß)
herausgezogen und in den Eingangsanschluß 11 umgesteckt
und der Funktionswahlschalter 4 auf die
"Wechselspannung"-Funktion umgeschaltet, nachdem der
Betätigungsabschnitt 5a des Verschlusses 5 zum Verschließen der
Stromeingangsanschlüsse 8 und 9 betätigt worden ist.
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Infolgedessen kann eine Beschädigung der internen
Schaltung durch eine fehlerhafte oder irrtümliche Eingabe
bei im Stromeingangsanschluß 8 oder 9 verbleibendem
Testkabelstecker verhindert werden, wenn die Funktion von der
Strommeßfunktion auf eine von dieser verschiedene
Meßfunktion umgeschaltet wird.
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Obgleich die oben beschriebene Ausführungsform auf
eine Vorrichtung gerichtet ist, bei welcher die
Stromeingangsanschlüsse des digitalen Multimeßgeräts durch den
Verschluß geöffnet oder verschlossen werden, können je
nach Anwendungsfall auch andere Anschlüsse selektiv
geöffnet oder verschlossen werden.
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Wie vorstehend beschrieben, kann mit der
vorliegenden Erfindung somit eine Eingangsschutzvorrichtung für
ein Meßgerät bereitgestellt werden, welche unabhängig vom
gewählten Zustand bzw. von der gewählten Einstellung des
Meßbereichs eine Beschädigung der internen Schaltung
durch eine(n) fehlerhafte(n) Eingabe oder Eingang zu
verhindern vermag.